KR20190033235A - 광학적 지문 인식을 위한 감마 회로, 이를 포함하는 전자 장치 및 광학적 지문 인식 방법 - Google Patents

광학적 지문 인식을 위한 감마 회로, 이를 포함하는 전자 장치 및 광학적 지문 인식 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190033235A
KR20190033235A KR1020170121749A KR20170121749A KR20190033235A KR 20190033235 A KR20190033235 A KR 20190033235A KR 1020170121749 A KR1020170121749 A KR 1020170121749A KR 20170121749 A KR20170121749 A KR 20170121749A KR 20190033235 A KR20190033235 A KR 20190033235A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fingerprint recognition
voltage
gradation
voltages
gamma
Prior art date
Application number
KR1020170121749A
Other languages
English (en)
Inventor
김지활
이승재
김동휘
이홍국
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020170121749A priority Critical patent/KR20190033235A/ko
Priority to US15/943,870 priority patent/US20190087620A1/en
Priority to CN201810814453.6A priority patent/CN109543499A/zh
Publication of KR20190033235A publication Critical patent/KR20190033235A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13—Sensors therefor
    • G06V40/1318—Sensors therefor using electro-optical elements or layers, e.g. electroluminescent sensing
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G09G3/3208—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED]
    • G09G3/3225—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED] using an active matrix
    • G09G3/3233—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED] using an active matrix with pixel circuitry controlling the current through the light-emitting element
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13—Sensors therefor
    • G06V40/1306—Sensors therefor non-optical, e.g. ultrasonic or capacitive sensing
    • G06K9/0004—
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/1365—Matching; Classification
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G09G3/3208—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED]
    • G09G3/3275—Details of drivers for data electrodes
    • G09G3/3291—Details of drivers for data electrodes in which the data driver supplies a variable data voltage for setting the current through, or the voltage across, the light-emitting elements
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00—Command of the display device
    • G09G2310/02—Addressing, scanning or driving the display screen or processing steps related thereto
    • G09G2310/0264—Details of driving circuits
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00—Command of the display device
    • G09G2310/02—Addressing, scanning or driving the display screen or processing steps related thereto
    • G09G2310/0264—Details of driving circuits
    • G09G2310/027—Details of drivers for data electrodes, the drivers handling digital grey scale data, e.g. use of D/A converters
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/06—Adjustment of display parameters
    • G09G2320/0626—Adjustment of display parameters for control of overall brightness
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/06—Adjustment of display parameters
    • G09G2320/0673—Adjustment of display parameters for control of gamma adjustment, e.g. selecting another gamma curve
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2330/00—Aspects of power supply; Aspects of display protection and defect management
    • G09G2330/02—Details of power systems and of start or stop of display operation
    • G09G2330/028—Generation of voltages supplied to electrode drivers in a matrix display other than LCD
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/14—Picture signal circuitry for video frequency region
    • H04N5/20—Circuitry for controlling amplitude response
    • H04N5/202—Gamma control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Image Input (AREA)
  • Signal Processing (AREA)

Abstract

전자 장치는 복수의 픽셀들을 포함하는 디스플레이 패널, 감마 회로, 구동 회로 및 지문 인식 센서를 포함한다. 상기 감마 회로는 노말 동작 모드에서 제1 세트의 계조 전압들을 발생하고 지문 인식 모드에서 상기 제1 세트의 계조 전압들 중 최대 계조 전압에 상응하는 휘도보다 더 높은 휘도에 상응하는 지문 인식 전압을 발생한다. 상기 구동 회로는 상기 노말 동작 모드에서 상기 제1 세트의 계조 전압들에 기초하여 상기 디스플레이 패널에 이미지를 디스플레이하고, 상기 지문 인식 모드에서 상기 지문 인식 전압에 기초하여 상기 디스플레이 패널의 일부 영역에 지문 인식 윈도우를 디스플레이한다. 상기 지문 인식 센서는 상기 지문 인식 모드에서 상기 지문 인식 윈도우를 통하여 수신되는 반사광에 기초하여 지문을 인식한다. 상기 지문 인식 전압을 이용하여 높은 휘도의 지문 인식 윈도우를 디스플레이함으로써 지문의 반사광의 세기를 증가하고 지문 이미지의 해상도를 증가시킬 수 있다.

Description

광학적 지문 인식을 위한 감마 회로, 이를 포함하는 전자 장치 및 광학적 지문 인식 방법{Gamma circuit supporting optical fingerprint recognition, electronic device including the same and method of performing optical fingerprint recognition}
본 발명은 반도체 집적 회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광학적 지문 인식을 위한 감마 회로, 상기 감마 회로를 포함하는 전자 장치 및 지문 인식 방법에 관한 것이다.
전자 장치의 개인 인증에 있어서 불변성(invariability)과 유일성(uniqueness)이 뛰어난 사용자의 생체 정보를 이용하는 것이 일반화되고 있다. 생체 정보의 이용 중에서도 지문 인식은 간단한 구현 방법 및 탁월한 식별력 때문에 다른 수단에 비해 가장 주목되고 일반화된 인증 수단이 되고 있다.
광학적 지문 인식은 손가락의 지문에 의해 반사되는 광에 기초하여 지문 이미지를 획득하는 방식이다. 지문의 융(ridge)에서의 반사광과 지문의 골(valley)에서의 반사광의 차이에 기초하여 손가락의 지문 이미지를 획득한다. 그러나, 이러한 융과 골의 반사광의 차이는 매우 작으므로 정확한 지문 이미지를 획득하는 것이 용이하지 않다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 목적은 효율적인 광학적 지문 인식을 지원하기 위한 디스플레이 장치의 감마 회로를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 일 목적은 상기 감마 회로를 포함하여 효율적으로 광학적 지문 인식을 수행하는 전자 장치를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 일 목적은 상기 감마 회로를 이용한 효율적인 광학적 지문 인식 방법을 제공하는 것이다.
상기 일 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 전자 장치는 복수의 픽셀들을 포함하는 디스플레이 패널, 감마 회로, 구동 회로 및 지문 인식 센서를 포함한다. 상기 감마 회로는 노말 동작 모드에서 제1 세트의 계조 전압들을 발생하고 지문 인식 모드에서 상기 제1 세트의 계조 전압들 중 최대 계조 전압에 상응하는 휘도보다 더 높은 휘도에 상응하는 지문 인식 전압을 발생한다. 상기 구동 회로는 상기 노말 동작 모드에서 상기 제1 세트의 계조 전압들에 기초하여 상기 디스플레이 패널에 이미지를 디스플레이하고, 상기 지문 인식 모드에서 상기 지문 인식 전압에 기초하여 상기 디스플레이 패널의 일부 영역에 지문 인식 윈도우를 디스플레이한다. 상기 지문 인식 센서는 상기 지문 인식 모드에서 상기 지문 인식 윈도우를 통하여 수신되는 반사광에 기초하여 지문을 인식한다.
상기 일 목적을 달성하기 위해, 디스플레이 패널을 구동하기 위한 계조 전압들을 발생하는 본 발명의 실시예들에 따른 감마 회로는 노말 동작 모드에서 제1 세트의 계조 전압들을 발생하고 지문 인식 모드에서 상기 제1 세트의 계조 전압들 중 최대 계조 전압에 상응하는 휘도보다 더 높은 휘도에 상응하는 지문 인식 전압 및 제2 세트의 계조 전압들을 발생한다.
상기 일 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 지문 인식 방법은, 노말 동작 모드에서 복수의 계조 전압들을 발생하고 상기 복수의 계조 전압들에 기초하여 디스플레이 패널에 이미지를 디스플레이하는 단계, 지문 인식 모드에서 상기 복수의 계조 전압들 중 최대 계조 전압에 상응하는 휘도보다 더 높은 휘도에 상응하는 지문 인식 전압을 발생하는 단계, 상기 지문 인식 모드에서 상기 지문 인식 전압에 기초하여 상기 디스플레이 패널의 일부 영역에 지문 인식 윈도우를 디스플레이하는 단계 및 상기 지문 인식 모드에서 상기 지문 인식 윈도우를 통하여 수신되는 반사광에 기초하여 지문을 인식하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따른 감마 회로를 포함하는 전자 장치 및 광학적 지문 인식 방법은 상기 지문 인식 전압을 이용하여 높은 휘도의 지문 인식 윈도우를 디스플레이함으로써 지문의 반사광의 세기를 증가하고 지문 이미지의 해상도를 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 감마 회로를 포함하는 전자 장치 및 광학적 지문 인식 방법은 다른 계조 전압들을 유지하면서 지문 인식 윈도우의 휘도를 증가시킴으로써 디스플레이되는 이미지의 품질을 저하하지 않으면서 지문 이미지의 해상도를 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 광학적 지문 인식 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 전자 장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 2의 전자 장치의 디스플레이 패널에 포함되는 픽셀의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 광학적 지문 인식을 수행하는 모바일 장치를 나타내는 도면이다.
도 5 및 6은 본 발명의 실시예들에 따른 광학적 지문 인식을 위한 계조 전압 및 지문 인식 전압을 나타내는 도면들이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 감마 회로를 나타내는 회로도이다.
도 8은 도 7의 감마 회로에 상응하는 감마 기준 전압 발생부를 나타내는 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 감마 회로를 나타내는 회로도이다.
도 10은 도 2의 전자 장치에 포함되는 데이터 구동부의 일 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 11은 지문 인식 윈도우의 위치 및 픽셀의 위치를 나타내는 방법의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 인식 윈도우를 디스플레이하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 노말 동작 모드 및 지문 인식 모드에서의 디스플레이 패널의 구동 전압들을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 광학적 지문 인식을 위한 계조 전압 및 지문 인식 전압을 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 감마 회로를 나타내는 회로도이다.
도 16은 도 15의 감마 회로에 상응하는 감마 기준 전압 발생부를 나타내는 블록도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 감마 회로를 나타내는 회로도이다.
도 18은 도 17의 감마 회로에 상응하는 감마 기준 전압 발생부를 나타내는 블록도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 데이터의 처리 회로를 나타내는 도면이다.
도 20은 도 2의 전자 장치에 포함되는 데이터 구동부의 일 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 노말 동작 모드 및 지문 인식 모드에서의 디스플레이 패널의 구동 전압들을 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 본 발명의 실시시예들에 따른 전자 장치를 나타내는 블록도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 본 명세서에서 전자 장치의 동작 모드는 노말 동작 모드 및 지문 인식 모드로 구별될 수 있다. 지문 인식 모드는 광학적 지문 인식을 수행하기 위한 지문 인식 윈도우를 포함하는 이미지를 디스플레이하는 모드를 나타낼 수 있고, 노말 동작 모드는 지문 인식 윈도우를 포함하지 않는 통상의 이미지를 디스플레이하는 모드를 나타낼 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 광학적 지문 인식 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1을 참조하면, 노말 동작 모드에서 복수의 계조 전압들을 발생하고 상기 복수의 계조 전압들에 기초하여 디스플레이 패널에 이미지를 디스플레이한다(S100). 복수의 기준 감마 전압들을 발생하고 상기 복수의 기준 감마 전압들을 분배하여 디스플레이 데이터의 계조 값들을 표현하기 위한 복수의 계조 전압들을 발생할 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 기준 감마 전압들은 멀티-타임 프로그래머블(MTP, multi-time programmable) 동작을 통하여 결정될 수 있다. 디스플레이 장치의 제조 공정 상의 편차 등으로 인하여 완성 제품의 화질이 목표치에 도달하지 못하는 경우 해당 제품은 불량으로 판정될 수 있다. 그러나, 화질이 목표치에 미치지 못하는 완성 제품을 모두 불량으로 판정하여 폐기하는 것은 효율적이지 못하므로, 디스플레이 장치의 화질을 목표치에 맞게 후보정하는 것이 요구된다. 이에, 디스플레이 화질을 목표치에 맞추기 위해 화소 회로들 각각에 대하여 색좌표 및 휘도 측면에서 반복적으로 후보정하는 멀티-타임 프로그래머블동작이 수행될 수 있다. 일반적으로, 멀티-타임 프로그래머블 동작은 화소들의 특성에 따른 실제 감마 곡선을 기준 감마 곡선과 비교하여 감마 오프셋(gamma offset)을 저장하는 방식으로 수행될 수 있다. 상기 감마 오프셋은 도 7을 참조하여 후술하는 선택 신호들(CS0~CS8)의 값에 상응한다.
지문 인식 모드에서 상기 복수의 계조 전압들 중 최대 계조 전압에 상응하는 휘도보다 더 높은 휘도에 상응하는 지문 인식 전압을 발생한다(S200). 일 실시예에서, 도 5 내지 13을 참조하여 후술하는 바와 같이, 상기 지문 인식 전압은 상기 최대 계조 전압과 독립적으로 제공되는 별개의 전압일 수 있다. 다른 실시예에서, 도 14 내지 21을 참조하여 후술하는 바와 같이, 상기 지문 인식 전압은 상기 최대 계조 전압의 레벨을 조절하여 제공되는 전압일 수 있다.
상기 지문 인식 모드에서 상기 지문 인식 전압에 기초하여 상기 디스플레이 패널의 일부 영역에 지문 인식 윈도우를 디스플레이한다(S300). 일 실시예에서, 상기 지문 인식 모드에서는 상기 지문 인식 윈도우만을 표시하고 상기 디스플레이 패널의 나머지 영역에는 이미지를 디스플레이하지 않을 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 지문 인식 모드에서는 상기 지문 인식 윈도우만을 표시함과 동시에 상기 디스플레이 패널의 나머지 영역에는 상기 지문 인식 윈도우를 제외한 이미지 부분을 디스플레이할 수 있다.
상기 지문 인식 모드에서 상기 지문 인식 윈도우를 통하여 수신되는 반사광에 기초하여 지문을 인식한다(S400).
이미지의 휘도를 증가시키는 경우에는 전력 소모가 함께 증가한다. 한편, 이미지의 휘도는 항상 클 것이 요구되지는 않으며 사용자의 선택, 이미지의 형태 등에 따라서 제어된다.
본 발명의 실시예들에 따른 감마 회로를 포함하는 전자 장치 및 광학적 지문 인식 방법은 상기 지문 인식 전압을 이용하여 높은 휘도의 지문 인식 윈도우를 디스플레이함으로써 지문의 반사광의 세기를 증가하고 지문 이미지의 해상도를 증가시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 전자 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 전자 장치(100)는 디스플레이 패널(110), 타이밍 콘트롤러(TMC)(120), 데이터 구동부(DDRV)(130), 스캔 구동부(SDRV)(140), 전압 공급 회로(150), 지문 인식 센서(FRSEN)(160) 및 감마 회로(GMC)(200)를 포함할 수 있다. 도 2에는 도시를 생략하였으나, 전자 장치(100)는 디스플레이 데이터를 저장하기 위한 버퍼 등을 더 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(110)은 복수의 행들과 복수의 열들로 형성된 복수의 픽셀들 또는 화소 회로들(PX)을 포함한다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 화소 회로들(PX)은 n 개의 행과 m개의 열들로 이루어진 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 디스플레이 패널(110)은 복수의 데이터 라인들(D1~Dm)을 통하여 데이터 구동부(130)와 연결되고, 복수의 행 제어 라인들(S1~Sn)을 통하여 스캔 구동부(140)와 연결될 수 있다. 디스플레이 패널(110)은 제1 전원 노드(NP1)와 제2 전원 노드(NP2) 사이에 결합되어 전압 공급 회로(150)로부터 전원을 공급받는다.
전압 공급 회로(150)는 제어 신호에 응답하여 동작할 수 있고, 상기 제어 신호의 적어도 일부는 타이밍 콘트롤러(120)로부터 제공될 수 있다. 전압 공급 회로(150)는 제1 전압 컨버터(VCON1) 및 제2 전압 컨버터(VCON2)를 포함할 수 있다. 전압 공급 회로(150)에 제공되는 입력 전압(Vin)은 배터리 전압과 같은 DC 전압일 수 있으며, 제1 전압 컨버터(VCON1) 및 제2 전압 컨버터(VCON2)는 각각 DC-DC 컨버터일 수 있다. 제1 전압 컨버터(VCON1)는 입력 전압(Vin)에 기초하여 양의 전압 레벨을 갖는 제1 전원 전압(ELVDD)을 발생하여 제1 전원 전압(ELVDD)으로 제1 전원 노드(NP1)를 구동할 수 있다. 제2 전압 컨버터(VCON2)는 입력 전압(Vin)에 기초하여 음의 전압 레벨 또는 접지 전압 레벨을 갖는 제2 전원 전압(ELVSS)을 발생하여 제2 전원 전압(ELVSS)으로 제2 전원 노드(NP2)를 구동할 수 있다.
감마 회로(200)는 레귤레이터 전압(VREG)에 기초하여 복수의 계조 전압들(Vi) 및 지문 인식 전압(VFR)을 발생할 수 있다. 예를 들어, 레귤레이터 전압(VREG)은 제1 전원 전압(ELVDD)을 포함할 수도 있고, 제1 전원 전압(ELVDD)에 기초하여 별도의 레귤레이터 전압에 의해 발생되는 전압을 포함할 수도 있다.
감마 회로(200)는 노말 동작 모드에서 제1 세트의 계조 전압들을 발생하고 지문 인식 모드에서 제1 세트의 계조 전압들 중 최대 계조 전압에 상응하는 휘도보다 더 높은 휘도에 상응하는 지문 인식 전압(VFR)을 발생할 수 있다. 감마 회로(200)의 실시예들은 도 7 등을 참조하여 후술한다.
데이터 구동부(130)는 데이터 라인들(D1~Dm)을 통하여 디스플레이 패널(110)에 데이터 신호들을 제공한다. 데이터 구동부(130)는 계조 전압들(VG), 지문 인식 전압(VFR) 및 디스플레이 데이터에 기초하여 데이터 라인들(D1~Dm)을 구동할 수 있다.
스캔 구동부(140)는 상기 행 제어 라인들(S1~Sn)을 통하여 행 단위로 화소 회로들(PX)을 제어하기 위한 행 제어 신호들을 제공할 수 있다. 화소 회로들(PX)은 복수의 데이터 라인들(D1~Dm) 및 복수의 행 제어 라인들(S1~Sn)의 교차부마다 위치할 수 있다. 타이밍 콘트롤러(120)는 전자 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 타이밍 콘트롤러(120)는 소정의 제어 신호들을 데이터 구동부(130), 스캔 구동부(140), 전압 공급 회로(150) 및 감마 회로(200)에 제공함으로써 디스플레이 장치(100)의 동작을 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 타이밍 콘트롤러(120), 데이터 구동부(130), 스캔 구동부(140), 전압 공급 회로(150) 및 감마 회로(200)는 하나의 집적 회로(Integrated Circuit; IC)로 구현될 수 있다. 다른 실시예에서, 타이밍 콘트롤러(120), 데이터 구동부(130), 스캔 구동부(140), 전압 공급 회로(150) 및 감마 회로(200)는 2 이상의 IC들로 구현될 수 있다.
타이밍 콘트롤러(120), 데이터 구동부(130), 스캔 구동부(140), 전압 공급 회로(150) 및 감마 회로(200)는 디스플레이 패널(110)을 구동하는 구동 회로에 해당한다. 상기 구동 회로는 상기 노말 동작 모드에서 상기 제1 세트의 계조 전압들에 기초하여 디스플레이 패널(110)에 이미지를 디스플레이하고, 상기 지문 인식 모드에서 지문 인식 전압(VFR)에 기초하여 디스플레이 패널(110)의 일부 영역에 지문 인식 윈도우를 디스플레이할 수 있다. 한편, 실시예에 따라서, 감마 회로(200)는 상기 지문 인식 모드에서 제2 세트의 계조 전압들을 발생할 수 있고, 상기 구동 회로는 상기 지문 인식 모드에서 상기 제2 세트의 계조 전압들에 기초하여 디스플레이 패널(110)의 상기 지문 인식 윈도우를 제외한 영역에 이미지를 디스플레이할 수 있다.
일 실시예에서, 도 5를 참조하여 후술하는 바와 같이, 상기 제1 세트의 계조 전압들과 상기 제2 세트의 계조 전압들은 동일할 수 있다. 다른 실시예에서 도 14를 참조하여 후술하는 바와 같이, 상기 제1 세트의 계조 전압들과 상기 제2 세트의 계조 전압들은 상이할 수 있다.
지문 인식 센서(160)는 상기 지문 인식 모드에서 상기 지문 인식 윈도우를 통하여 수신되는 반사광에 기초하여 지문을 인식한다. 지문 인식 센서(160)는 지문 이미지를 캡쳐하기 위한 이미지 센서를 포함할 수 있고, 지문 이미지 데이터를 처리하기 위한 마이크로 프로세서 등을 더 포함할 수 있다.
도 3은 도 2의 전자 장치의 디스플레이 패널에 포함되는 픽셀의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 3을 참조하면, 픽셀(PX)은, 스위칭 트랜지스터(ST), 스토리지 커패시터(CST), 구동 트랜지스터(DT) 및 유기 발광 다이오드(OLED)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 적색 서브 픽셀(R), 녹색 서브 픽셀(G) 및 청색 서브 픽셀(B)은 각각 도 3에 도시된 바와 같은 구조를 가질 수 있다.
스위칭 트랜지스터(ST)는 데이터 신호(DATA)에 연결된 제1 전극, 스토리지 커패시터(CST)에 연결된 제2 전극 및 스캔 신호(SCAN)에 연결된 게이트 전극을 가질 수 있다. 스위칭 트랜지스터(ST)는 스캔 구동부(140)로부터 인가된 스캔 신호(SCAN)에 응답하여 데이터 구동부(130)로부터 제공된 데이터 신호(DATA)를 스토리지 커패시터(CST)에 전송할 수 있다.
스토리지 커패시터(CST)는 고 전원 전압(ELVDD)에 연결된 제1 전극 및 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에 연결된 제2 전극을 가질 수 있다. 스토리지 커패시터(CST)는 스위칭 트랜지스터(ST)를 통하여 전송된 데이터 신호(DATA)의 전압을 저장할 수 있다.
구동 트랜지스터(DT)는 고 전원 전압(ELVDD)에 연결된 제1 전극, 유기 발광 다이오드(OLED)에 연결된 제2 전극, 및 스토리지 커패시터(CST)에 연결된 게이트 전극을 가질 수 있다. 구동 트랜지스터(DT)는 스토리지 커패시터(CST)에 저장된 데이터 신호(DATA)에 따라 턴-온 또는 턴-오프될 수 있다. 유기 발광 다이오드(OLED)는 구동 트랜지스터(DT)에 연결된 애노드 전극 및 저 전원 전압(ELVSS)에 연결된 캐소드 전극을 가질 수 있다.
유기 발광 다이오드(OLED)는, 구동 트랜지스터(DT)가 턴-온되는 동안, 고 전원 전압(ELVDD)으로부터 저 전원 전압(ELVSS)으로 흐르는 전류에 기초하여 발광할 수 있다. 유기 발광 다이오드(OLED)에 흐르는 전류가 증가할수록 픽셀(PX)의 휘도가 증가할 수 있다.
도 3에는 디스플레이 패널(110)에 포함되는 픽셀(PX)의 일 예를 도시하였으나, 본 발명의 실시예들에 따른 지문 인식 방법이 적용되는 픽셀(PX)의 종류 및 구성은 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예들은 도 3과 다른 구조를 갖는 유기 발광 다이오드 픽셀, 나아가 유기 발광 다이오드 픽셀 이외의 다른 타입의 픽셀에 적용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 광학적 지문 인식을 수행하는 모바일 장치를 나타내는 도면이다. 도 4의 상부에는 모바일 장치(101), 예를 들어, 스마트 폰의 평면도가 도시되어 있고, 도 4의 하부에는 모바일 장치(101)를 A-A 선을 따라 절단한 단면도가 도시되어 있다.
도 4를 참조하면, 지문 인식 모드에서는 지문 인식 전압(VFR)에 기초하여 디스플레이 패널(110)의 일부 영역에 지문 인식 윈도우(FRW)가 디스플레이될 수 있다. 전술한 바와 같이, 지문 인식 전압(VFR)
지문 인식 센서(160)는 지문 인식 윈도우(FRW)와 수직 방향으로 중첩되도록 디스플레이 패널(110)의 하부에 배치된다. 사용자가 지문 인식 윈도우(FRW)에 손가락을 대면, 지문 인식 윈도우(FRW)의 픽셀들로부터 생성된 광이 지문에 의해 반사되고 지문의 반사광이 지문 인식 센서(160)로 제공된다. 지문 인식 센서(160)는 이러한 지문의 반사광에 기초하여 지문 이미지를 캡쳐할 수 있다.
전계발광 디스플레이 장치는 전자와 정공의 재결합에 의하여 빛을 발생하는 발광 다이오드(LED; light emitting diode) 또는 유기 발광 다이오드(OLED; organic light emitting diode)를 이용하여 빠른 응답 속도와 낮은 소비전력으로 구동될 수 있다. 일반적으로 백라이트 유닛으로부터 광을 공급받는 액정 디스플레이 장치와는 다르게 전계발광 디스플레이 장치는 픽셀이 자체 발광하므로 디스플레이 효율의 증대를 위해 디스플레이 패널(110)의 하부에 반사층이 형성된다. 이러한 반사층 때문에 지문 인식 센서(160)에 도달하는 지문의 반사광은 현저히 감소하게 되고 정확한 지문 이미지를 획득하는 것이 용이하지 않다.
본 발명의 실시예들에 따라서, 지문 인식 전압(VFR)을 이용하여 높은 휘도의 지문 인식 윈도우(FRW)를 디스플레이함으로써 지문의 반사광의 세기를 증가하고 지문 이미지의 해상도를 증가시킬 수 있다.
도 5 및 6은 본 발명의 실시예들에 따른 광학적 지문 인식을 위한 계조 전압 및 지문 인식 전압을 나타내는 도면들이다.
도 5 및 6에는 최소 계조 값(0) 내지 최대 계조 값(q)에 상응하는 계조 전압들 및 지문 인식 전압(VFR)의 크기를 비교하기 위한 그래프들이 도시되어 있다.
도 5를 참조하면, 계조 값이 증가할수록 계조 전압이 감소할 수 있다. 즉 최소 휘도에 상응하는 최소 계조 전압(V0)이 가장 높은 전압 레벨을 갖고, 최대 휘도에 상응하는 최대 계조 전압(Vq)이 가장 낮은 전압 레벨을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 픽셀(PX)의 경우 구동 트랜지스터(DT)는 PMOS 트랜지스터로 구현될 수 있고, 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에 인가되는 데이터 신호(DATA), 즉 계조 전압이 감소할수록 유기 발광 다이오드(OLED)에 흐르는 전류가 증가하고, 결과적으로 계조 전압이 감소할수록 높은 휘도, 즉 높은 계조 값을 표현할 수 있다.
복수의 계조 값들(0~q) 중에서 복수의 기준 계조 값들(RG0~RGn)을 선택하고, 선택된 복수의 기준 계조 값들(RG0~RGn)에 상응하는 복수의 감마 기준 전압들(VR0~VGRn)이 결정될 수 있다. 복수의 감마 기준 전압들(VR0~VGRn)에 기초하여 계조 값들(0~q)에 각각 상응하는 계조 전압들이 제공될 수 있다.
도 2의 전자 장치(100)에 포함되는 감마 회로(200)는, 상기 노말 동작 모드 및 상기 지문 인식 모드에서 공통되는 감마 기준 전압들((VR0~VGRn)을 발생하고 감마 기준 전압들(VR0~VGRn)을 분배하여 노말 동작 모드에서 사용되는 제1 세트의 계조 전압들(V0~Vq) 및 지문 인식 모드에서 사용되는 제2 세트의 계조 전압들(V0~Vq)을 발생할 수 있다. 최대 계조 전압(Vq)에 상응하는 휘도보다 더 높은 휘도에 상응하는 지문 인식 전압(VFR)은 최대 계조 값(q)보다 큰 계조 값(RGF)에 상응하고 계조 전압들(V0~Vq)과는 독립적으로 결정될 수 있다. 결과적으로 동작 모드에 관계 없이 제1 세트의 계조 전압들(V0~Vq) 및 제2 세트의 계조 전압들(V0~Vq)은 동일하게 유지될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 감마 회로를 포함하는 전자 장치 및 광학적 지문 인식 방법은 계조 전압들(V0~Vq)을 유지하면서 지문 인식 전압(VFR)을 제공하여 지문 인식 윈도우(FRW)의 휘도를 증가시킴으로써 디스플레이되는 이미지의 품질을 저하하지 않으면서 지문 이미지의 해상도를 증가시킬 수 있다.
도 6을 참조하면, 계조 값이 증가할수록 계조 전압이 증가할 수 있다. 즉 최소 휘도에 상응하는 최소 계조 전압(V0)이 가장 낮은 전압 레벨을 갖고, 최대 휘도에 상응하는 최대 계조 전압(Vq)이 가장 높은 전압 레벨을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 3의 픽셀(PX)과는 다르게, 구동 트랜지스터(DT)는 유기 발광 다이오드(OLED)의 캐소드 전극과 저 전원 전압(ELVSS) 사이에 배치되는 NMOS 트랜지스터로 구현될 수 있다. 이 경우 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 인가되는 데이터 신호(DATA), 즉 계조 전압이 증가할수록 유기 발광 다이오드(OLED)에 흐르는 전류가 증가하고, 결과적으로 계조 전압이 증가할수록 높은 휘도, 즉 높은 계조 값을 표현할 수 있다.
도 5 및 6을 참조하여 설명한 바와 같이, 계조 전압이 증가할수록 계조 값(즉 휘도)가 증가할 수도 있고 감소할 수도 있다. 일 실시예에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 최대 계조 전압(Vq)보다 지문 인식 전압(VFR)의 전압 레벨을 감소시킴으로써 최대 계조 전압(Vq)보다 지문 인식 전압(VFR)의 휘도가 증가할 수 있다. 다른 실시예에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 최대 계조 전압(Vq)보다 지문 인식 전압(VFR)의 전압 레벨을 증가시킴으로써 최대 계조 전압(Vq)보다 지문 인식 전압(VFR)의 휘도가 증가할 수 있다.
따라서, 본 명세서에서는, 최대 계조 전압 및 최대 감마 기준 전압은 전압 레벨이 최대라는 의미가 아니라 최대 계조 값에 상응하는 전압이라는 의미로 사용됨을 유의하여야 한다.
이하에서는 계조 값이 증가할수록 계조 전압이 감소하는 실시예들을 중심으로 설명하지만, 본 발명의 실시예들은 계조 값이 증가할수록 계조 전압이 증가하는 경우에도 적용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 감마 회로를 나타내는 회로도이다.
도 7을 참조하면, 감마 회로(201)는 기준 감마 전압 발생부(211) 및 계조 전압 발생부(221)를 포함한다.
기준 감마 전압 발생부(211)는 복수의 저항 스트링들(10, 50), 복수의 선택기들(MUX)(21, 22, 61~66) 및 복수의 전압 버퍼들(31, 32, 33, 71~76)들을 포함하고, 도 7에 도시된 바와 같이 연결되어 복수의 감마 기준 전압들(VGR0~VGR7) 및 지문 인식 전압(VFR)을 발생할 수 있다. 계조 전압 발생부(221)는 복수의 감마 기준 전압들(VGR0~VGR7)을 분배하여 복수의 계조 전압들(V0~V255)를 발생할 수 있다. 도 7에는 도시 및 설명의 편의상 8비트의 디스플레이 데이터에 상응하는 256개의 계조 전압들(V0~V255)을 발생하는 감마 회로(211)가 도시되어 있으나, 본 발명의 실시예들은 계조 전압들의 특정한 개수에 한정되지 않는다. 계조 전압들의 개수는 디스플레이 장치가 표현하고자 하는 칼라의 개수 또는 데이터 구동부(130)에 인가되는 디스플레이 데이터의 비트 수에 따라 달라질 수 있다. 한편, 도 7에는 감마 기준 전압 발생부(211)가 8개의 기준 계조 값들(0, 5, 11, 39, 95, 159, 207, 255)에 상응하는 감마 기준 전압들(VGR0~VGR7)을 도시하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 기준 계조 값들 및 이에 상응하는 기준 감마 전압들은 감마 곡선에서 기울기가 바뀌는 변곡점들이다. 다시 말해 단위 계조에 대한 전압 변동량이 바뀌는 기준이 된다. 따라서, 디스플레이 특성을 고려하여 기준 계조 값들은 적절한 값들로 결정될 수 있다.
저항 스트링(10)은 제1 입력 전압(VI1)과 제2 입력 전압(VI2)을 분배하여 복수의 전압들을 제공한다. 제1 입력 전압(VI1) 및 제2 입력 전압(VI2)은 도 2의 레귤레이터 전압(VREG)에 포함된다. 선택기들(21, 22)은 저항 스트링(10)으로부터 제공된 분배 전압들 중에서 선택 신호들(CS0, CS7, CS8))에 상응하는 감마 기준 전압들(VGR0, VGR7) 및 지문 인식 전압(VFR)을 선택하여 출력한다. 감마 기준 전압들(VGR0, VGR7) 및 지문 인식 전압(VFR)은 전압 버퍼들(31, 32, 33)에 의해 버퍼링될 수 있으며, 실시예에 따라서 전압 버퍼들(71~76)은 생략될 수 있다. 지문 인식 전압(VFR)을 출력하는 전압 버퍼(33)는 모드 신호(MD)에 응답하여 노말 동작 모드에서는 디스에이블되고 지문 인식 모드에서만 인에이블될 수 있다.
이와 같이, 최대 계조 값(255)에 상응하는 최대 감마 기준 전압(VGR7)과 지문 인식 전압(VFR)을 각각 발생함으로써, 노말 동작 모드 및 지문 인식 모드에 관계 없이 동일한 감마 기준 전압들(VGR0~VGR7)을 발생할 수 있다. 결과적으로 동작 모드에 관계 없이 동일한 계조 전압들(V0~V255)를 제공할 수 있다.
선택기들(61~66)은 저항 스트링(50)의 분배 전압들 중에서 선택 신호들(CS1~CS6)에 상응하는 전압들을 하나씩 선택하여 중간 감마 기준 전압들(VGR1~VGR6)으로서 출력한다. 중간 감마 기준 전압들(VGR1~VGR6)은 전압 버퍼들(71~76)에 의해 버퍼링될 수 있으며, 실시예에 따라서 전압 버퍼들(71~76)은 생략될 수 있다.
계조 전압 발생부(221)는 최소 감마 기준 전압(VGR0)의 출력 노드(N0) 및 최대 감마 기준 전압(VRG7)의 출력 노드(N7) 사이에 연결된 저항 스트링을 이용하여, 최소 감마 기준 전압(VGR0), 중간 감마 기준 전압들(VGR1~VGR6) 및 최대 감마 기준 전압(VGR7) 사이를 전압 분배하여 복수의 계조 전압들(V0~V255)을 발생한다. 이때, 최소 감마 기준 전압(VGR0)은 최소 계조 값(0)에 상응하는 최소 계조 전압(V0)이고, 최대 감마 기준 전압(VGR7)은 최대 계조 값(q=255)에 상하는 최대 계조 전압(V255)일 수 있다.
도 7의 감마 회로(201)는, 제1 입력 전압(VI1) 및 제2 입력 전압(VI2)에 기초하여 감마 기준 전압들(VGR0~VGR7) 및 지문 인식 전압(VFR)을 발생할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 최대 감마 기준 전압(VGR7)을 발생하기 위한 선택기(22)를 이용하여 지문 인식 전압(VFR)을 발생함으로써 과도한 구성 요소의 추가 없이 높은 휘도의 지문 인식 윈도우(FRW)를 디스플레이할 수 있다.
도 8은 도 7의 감마 회로에 상응하는 감마 기준 전압 발생부를 나타내는 블록도이다.
도 8을 참조하면, 감마 기준 전압 발생부(211)는 저장부(231) 및 전압 발생부(241)를 포함할 수 있다. 도 8에는 편의상 8개의 기준 계조 값들(0, 5, 11, 39, 95, 159, 207, 255) 및 이에 상응하는 8개의 선택 신호들(CS0~CS7)과 8개의 감마 기준 전압들(GRV0~GRV7)을 도시하였으나, 이들의 개수는 다양하게 변경될 수 있다.
저장부(231)는 감마 기준 전압들(VGR0~VGR7) 및 지문 인식 전압(VFR)에 상응하는 값들을 저장하는 복수의 메모리 유닛들(M0~M8)을 포함할 수 있다.
전압 발생부(241)는 저장부(231)로부터 제공되는 선택 신호들(CS0~CS8)에 기초하여 감마 기준 전압들(VGR0~VGR7) 및 지문 인식 전압(VFR)을 발생하는 복수의 전압 발생 유닛들(VG0~VG8)을 포함할 수 있다. 전압 발생 유닛들(VG0~VG8)의 각각은 도 7을 참조하여 설명한 바와 같은 저항 스트링, 선택기, 저항 스트링을 포함할 수 있다. 지문 인식 전압(VFR)을 출력하는 전압 발생 유닛(VG8)은 모드 신호(MD)에 응답하여 노말 동작 모드에서는 디스에이블되고 지문 인식 모드에서만 인에이블될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 감마 회로를 나타내는 회로도이다.
도 9를 참조하면, 감마 회로(202)는 기준 감마 전압 발생부(212) 및 계조 전압 발생부(222)를 포함한다. 도 9의 감마 회로(202)는 도 7의 감마 회로(201)와 유사하므로 중복되는 설명은 생략하고 차이점을 중심으로 설명한다.
도 7의 감마 회로(201)에서는 전압 버퍼(33)가 선택기(22)로부터의 분배 전압을 버퍼링하여 지문 인식 전압(VFR)을 제공한다. 반면에, 도 9의 감마 회로(202)에서는 전압 버퍼(34)가 제3 입력 전압(VI3)에 기초하여 지문 인식 전압(VFR)을 제공한다.
도 9의 감마 회로(202)는, 제1 입력 전압(VI1) 및 제2 입력 전압(VI2)에 기초하여 감마 기준 전압들(VGR0~VGR7)을 발생하고 제1 입력 전압(VI1) 및 제2 입력 전압(VI2)과 독립적으로 제공되는 제3 입력 전압(VI3)에 기초하여 지문 인식 전압(VFR)을 발생할 수 있다. 이 경우, 독립적인 전원을 통하여 지문 인식 전압(VFR)을 발생함으로써 효율적으로 지문 인식 윈도우(FRW)의 휘도를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 입력 전압(VI2)은 접지 전압으로 설정하고 제3 입력 전압(VI3)은 음의 전압 레벨을 갖는 전압으로 구현함으로써, 이미지의 디스플레이를 위한 계조 전압들과 무관하게 지문 인식 전압(VFR)의 전압 레벨, 즉 지문 인식 윈도우(FRW)의 휘도를 조절할 수 있다.
도 10은 도 2의 전자 장치에 포함되는 데이터 구동부의 일 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 10을 참조하면, 데이터 구동부(130a)는 쉬프트 레지스터(S/R)(132) 및 디지털-아날로그 변환부(136a)를 포함할 수 있다.
디지털-아날로그 변환부(136a)는 감마 회로(GMC)(200a)로부터 계조 전압들(V0~Vq) 및 지문 인식 전압(VFR)을 각각 수신하는 복수의 변환 유닛들(D/A)을 포함할 수 있다. 각각의 변환 유닛들(D/A)은 윈도우 선택 신호들(SEL1~SELm)에 응답하여 계조 전압들(V0~Vq) 중에서 쉬프트 레지스터(132)로부터 수신되는 디지털 데이터에 상응하는 계조 전압을 선택하거나 지문 인식 전압(VFR)을 선택하여 각각의 데이터 라인들(D1~Dm)을 구동할 수 있다. 예를 들어, 각 선택 신호(SELk)(k=0~m)가 비활성화된 경우에는 상응하는 변환 유닛(D/A)은 계조 전압들(V0~Vq) 중에서 쉬프트 레지스터(132)로부터 수신되는 디지털 데이터에 상응하는 계조 전압을 선택하여 상응하는 데이터 라인(Dk)으로 출력할 수 있다. 반면에, 각 선택 신호(SELk)(k=0~m)가 활성화된 경우에는 상응하는 변환 유닛(D/A)은 수신되는 디지털 데이터 관계 없이 지문 인식 전압(VFR)을 선택하여 상응하는 데이터 라인(Dk)으로 출력할 수 있다.
쉬프트 레지스터(132)는 도 2의 타이밍 콘트롤러(120)로부터 제공되는 디스플레이 데이터(DDT)를 수신하고 디스플레이 데이터(DDT)의 각 비트들을 각각의 데이터 라인에 상응하는 변환 유닛들로 출력할 수 있다.
윈도우 선택 신호들(SEL1~SELm)은 지문 인식 모드에서 지문 인식 윈도우(FRW)를 디스플레이할 때, 현재 수신되는 데이터 비트에 상응하는 타겟 픽셀이 지문 인식 윈도우(FRW)에 속하는지 여부를 나타낸다. 윈도우 선택 신호들(SEL1~SELm)은 노말 동작 모드에서는 항상 비활성화될 수 있다. 예를 들어, 윈도우 선택 신호들(SEL1~SELm)은 도 2의 타이밍 콘트롤러(120)로부터 제공될 수 있다.
이하, 도 11 및 12를 참조하여 지문 인식 윈도우(FRW)를 디스플레이하는 방법의 일 실시예를 설명한다.
도 11은 지문 인식 윈도우의 위치 및 픽셀의 위치를 나타내는 방법의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 11을 참조하면, 디스플레이 패널(110)내에 디스플레이되는 지문 인식 윈도우(FRW)의 위치는 윈도우 경계에 해당하는 경계 열 좌표들(NC1, NC2) 및 경계 행 좌표들(NR1~NR2)로 표현될 수 있다. 한편, 타겟 픽셀(Pt)의 위치는 행 좌표(i) 및 열 좌표(j)로 표현될 수 있다. 이와 같은 좌표들을 비교함으로써 디스플레이되는 현재의 계조 값에 상응하는 타겟 픽셀이 지문 인식 윈도우(FRW)에 속하는지 여부를 결정하고, 이에 기초하여 윈도우 선택 신호들(SEL1~SELm)을 각각 활성화 또는 비활성화할 수 있다.
이와 같이, 지문 인식 모드에서 지문 인식 윈도우(FRW)의 위치 및 상기 복수의 픽셀들 중 타겟 픽셀의 위치에 기초하여 상기 지문 인식 윈도우를 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 지문 인식 윈도우를 디스플레이하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 10, 11 및 12를 참조하면, 타이밍 콘트롤러(120)는 현재의 동작 모드가 지문 인식(FPR) 모드인지를 판별하고(S11), 지문 인식 모드가 아닌 경우(S11: NO), 즉 노말 동작 모드인 경우에는 각 열에 상응하는 윈도우 선택 신호(SELj)를 비활성화한다(S21). 각 변환 유닛(D/A)은 비활성화된 윈도우 선택 신호(SELj)에 응답하여 계조 전압들(V0~Vq) 중에서 수신된 계조 값에 상응하는 계조 전압을 선택한다(S22).
현재의 동작 모드가 지문 인식 모드인 경우(S11: YES), 타이밍 콘트롤러(120)는 타겟 픽셀의 행 좌표(i)를 지문 인식 윈도우(FRW)의 경계 행 좌표들(NR1, NR2)과 비교한다(S12). 타겟 픽셀의 행 좌표(i)가 경계 행 좌표들(NR1, NR2) 사이의 좌표가 아닌 경우(S12: NO), 타이밍 콘트롤러(120)는 윈도우 선택 신호(SELj)를 비활성화하고(S21), 각 변환 유닛(D/A)은 수신된 계조 값에 상응하는 계조 전압을 선택한다(S22).
타겟 픽셀의 행 좌표(i)가 경계 행 좌표들(NR1, NR2) 사이의 좌표인 경우(S12: YES), 타이밍 콘트롤러(120)는 타겟 픽셀의 열 좌표(j)를 지문 인식 윈도우(FRW)의 경계 열 좌표들(NC1, NC2)과 비교한다(S13). 타겟 픽셀의 열 좌표(j)가 경계 열 좌표들(NC1, NC2) 사이의 좌표가 아닌 경우(S13: NO), 타이밍 콘트롤러(120)는 윈도우 선택 신호(SELj)를 비활성화하고(S21), 각 변환 유닛(D/A)은 수신된 계조 값에 상응하는 계조 전압을 선택한다(S22).
타겟 픽셀의 열 좌표(j)가 경계 열 좌표들(NC1, NC2) 사이의 좌표인 경우(S13: YES), 타이밍 콘트롤러(120)는 윈도우 선택 신호(SELj)를 활성화하고(S31), 각 변환 유닛(D/A)은 수신된 계조 값에 관계 없이 지문 인식 전압(VFR)을 선택한다(S32).
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 구동 회로는 지문 인식 모드에서 지문 인식 윈도우(FRW)의 위치 및 타겟 픽셀의 위치에 기초하여 지문 인식 윈도우(FRW)를 디스플레이할 수 있다. 즉, 구동 회로는 상기 타겟 픽셀이 상기 지문 인식 윈도우에 속하는 경우에는 디스플레이 데이터의 계조 값에 관계 없이 지문 인식 전압(VFR)으로 타겟 픽셀의 데이터 라인을 구동하고, 타겟 픽셀이 지문 인식 윈도우(FRW)에 속하지 않는 경우에는 계조 전압들 중 디스플레이 데이터의 계조 값에 상응하는 계조 전압으로 상기 타겟 픽셀의 데이터 라인을 구동할 수 있다.
이와 같은 방법으로, 지문 인식 모드에서 지문 인식 전압(VFR)을 이용하여 상대적으로 높은 휘도의 지문 인식 윈도우(FRW)를 디스플레이하고, 계조 전압들(V0~Vq)을 이용하여 지문 인식 윈도우(FRW)를 제외한 디스플레이 패널의 영역에 이미지를 디스플레이할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 노말 동작 모드 및 지문 인식 모드에서의 디스플레이 패널의 구동 전압들을 설명하기 위한 도면이다.
도 13을 참조하면, 노말 동작 모드에서는 제1 세트의 계조 전압들(V0~Vq)에 기초하여 디스플레이 패널(110)에 이미지를 디스플레이한다. 지문 인식 모드에서는 지문 인식 전압(VFR)에 기초하여 디스플레이 패널(110)의 일부 영역에 지문 인식 윈도우(FRW)를 디스플레이하고, 제2 세트의 계조 전압들(V0~Vq)에 기초하여 디스플레이 패널(110)의 지문 인식 윈도우(FRW)를 제외한 영역에 이미지를 디스플레이 한다.
도 5 내지 13을 참조하여 전술한 바와 같이, 노말 동작 모드에서 이용되는 제1 세트의 계조 전압들(V0~Vq) 및 지문 인식 모드에서 이용되는 제2 세트의 계조 전압들(V0~Vq)은 동일하게 유지될 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 전자 장치 및 광학적 지문 인식 방법은 계조 전압들을 유지하면서 지문 인식 윈도우의 휘도를 증가시킴으로써 디스플레이되는 이미지의 품질을 저하하지 않으면서 지문 이미지의 해상도를 증가시킬 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 광학적 지문 인식을 위한 계조 전압 및 지문 인식 전압을 나타내는 도면이다.
도 14를 참조하면, 계조 값이 증가할수록 계조 전압이 감소할 수 있다. 즉 최소 휘도에 상응하는 최소 계조 전압(V0)이 가장 높은 전압 레벨을 갖고, 최대 휘도에 상응하는 최대 계조 전압(Vq)이 가장 낮은 전압 레벨을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이, 계조 값이 증가할수록 계조 전압이 증가할 수 있다.
복수의 계조 값들(0~q) 중에서 복수의 기준 계조 값들(RG0~RGn)을 선택하고, 선택된 복수의 기준 계조 값들(RG0~RGn)에 상응하는 복수의 감마 기준 전압들(VR0~VGRn)이 결정될 수 있다. 복수의 감마 기준 전압들(VR0~VGRn)에 기초하여 계조 값들(0~q)에 각각 상응하는 계조 전압들이 제공될 수 있다.
도 2의 전자 장치(100)에 포함되는 감마 회로(200)는, 노말 동작 모드에서 최대 계조 값(q)에 상응하는 최대 감마 기준 전압(VGRn)을 포함하는 제1 세트의 감마 기준 전압들(VGR0~VGRn)을 발생하고 제1 세트의 감마 기준 전압들(VGR0~VGRn)을 분배하여 제1 세트의 계조 전압들(V0~Vq)을 발생할 수 있다. 한편 감마 회로(200)는 지문 인식 모드에서 제1 세트의 감마 기준 전압들(VGR0~VGRn)에서 최대 감마 기준 전압(VGRn)을 최대 계조 값(q)보다 1만큼 작은 서브 계조 값(q-1)에 상응하는 서브 감마 기준 전압(VGRn-1)으로 대체한 제2 세트의 감마 기준 전압들(VGR0~VGRn-1)을 발생하고 제2 세트의 감마 기준 전압들(VGR0~VGRn-1)을 분배하여 제2 세트의 계조 전압들(V0~Vq-1)을 발생할 수 있다. 최대 계조 전압(Vq)에 상응하는 휘도보다 더 높은 휘도에 상응하는 지문 인식 전압(VFR)은 최대 계조 전압(Vq)보다 낮은 값으로 변경하는 방식으로 결정될 수 있다. 결과적으로 동작 모드에 관계 없이 제1 세트의 계조 전압들(V0~Vq) 및 제2 세트의 계조 전압들(V0~Vq-1)은 최대 계조 값(q)에 상응하는 최대 계조 전압(Vq)을 제외하고는 동일하게 유지될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 감마 회로를 포함하는 전자 장치 및 광학적 지문 인식 방법은 계조 전압들(V0~Vq-1)을 유지하면서 지문 인식 전압(VFR)을 제공하여 지문 인식 윈도우(FRW)의 휘도를 증가시킴으로써 디스플레이되는 이미지의 품질을 저하하지 않으면서 지문 이미지의 해상도를 증가시킬 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 감마 회로를 나타내는 회로도이다.
도 15를 참조하면, 감마 회로(203)는 기준 감마 전압 발생부(213) 및 계조 전압 발생부(223)를 포함한다.
기준 감마 전압 발생부(213)는 복수의 저항 스트링들(10, 50), 복수의 선택기들(MUX)(21, 22, 61~66) 및 복수의 전압 버퍼들(31, 35, 36, 71~76)들을 포함하고, 도 15에 도시된 바와 같이 연결되어 복수의 감마 기준 전압들(VGR0~VGR8)을 발생할 수 있다. 최대 감마 기준 전압(VGR8)을 제외한 감마 기준 전압들(VGR0~VGR7)은 동작 모드에 관계 없이 동일하게 유지되고 최대 감마 기준 전압(VGR8)은 동작 모드에 따라서 상이한 전압 레벨을 가질 수 있다. 즉, 최대 감마 기준 전압(VGR8)은 노말 동작 모드에서는 감마 곡선 상의 최대 계조 전압(V255)에 상응하는 전압 레벨을 갖고, 지문 인식 모드에서는 최대 계조 전압(V255)보다 낮은 전압 레벨을 가질 수 있다.
계조 전압 발생부(223)는 복수의 감마 기준 전압들(VGR0~VGR7)을 분배하여 복수의 계조 전압들(V0~V254)를 발생할 수 있다. 도 15에는 도시 및 설명의 편의상 8비트의 디스플레이 데이터에 상응하는 256개의 계조 전압들(V0~V255)을 발생하는 감마 회로(213)가 도시되어 있으나, 본 발명의 실시예들은 계조 전압들의 특정한 개수에 한정되지 않는다. 계조 전압들의 개수는 디스플레이 장치가 표현하고자 하는 칼라의 개수 또는 데이터 구동부(130)에 인가되는 디스플레이 데이터의 비트 수에 따라 달라질 수 있다. 한편, 도 15에는 감마 기준 전압 발생부(211)가 8개의 기준 계조 값들(0, 5, 11, 39, 95, 159, 207, 254)에 상응하는 감마 기준 전압들(VGR0~VGR7)을 도시하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 기준 계조 값들 및 이에 상응하는 기준 감마 전압들은 감마 곡선에서 기울기가 바뀌는 변곡점들이다. 다시 말해 단위 계조에 대한 전압 변동량이 바뀌는 기준이 된다. 따라서, 디스플레이 특성을 고려하여 기준 계조 값들은 적절한 값들로 결정될 수 있다.
저항 스트링(10)은 제1 입력 전압(VI1)과 제2 입력 전압(VI2)을 분배하여 복수의 전압들을 제공한다. 제1 입력 전압(VI1) 및 제2 입력 전압(VI2)은 도 2의 레귤레이터 전압(VREG)에 포함된다. 선택기들(21, 22)은 저항 스트링(10)으로부터 제공된 분배 전압들 중에서 선택 신호들(CS0, CS7, CS8))에 상응하는 감마 기준 전압들(VGR0, VGR7) 및 지문 인식 전압(VFR)을 선택하여 출력한다. 감마 기준 전압들(VGR0, VGR7) 및 지문 인식 전압(VFR)은 전압 버퍼들(31, 35, 36)에 의해 버퍼링될 수 있으며, 실시예에 따라서 전압 버퍼들(71~76)은 생략될 수 있다.
최대 감마 기준 전압(VGR8)을 출력하는 전압 버퍼(36)는 동작 모드에 따라서 동작 모드에 따라서 서로 다른 전압 레벨을 출력할 수 있다. 전압 버퍼(36)에서 동작 모드에 따라서 변화하는 선택 신호(CS8)을 수신하고 전압 버퍼(36)에서 출력되는 최대 감마 기준 전압(VGR8)은 노말 동작 모드에서는 감마 곡선 상의 최대 계조 전압(V255)에 상응하고 지문 인식 모드에서는 최대 계조 전압(V255)보다 낮은 지문 인식 전압(VFR)에 상응할 수 있다.
이와 같이, 동작 모드에 따라서 최대 감마 기준 전압(VGR8)의 전압 레벨을 변경하여 최대 계조 전압(V255) 또는 지문 인식 전압(VFR)을 발생함으로써, 노말 동작 모드 및 지문 인식 모드에 관계 없이 동일한 감마 기준 전압들(VGR0~VGR7)을 발생할 수 있다. 결과적으로 최대 계조 전압(V255)을 제외하고는 동작 모드에 관계 없이 동일한 계조 전압들(V0~V254)를 제공할 수 있다.
선택기들(61~66)은 저항 스트링(50)의 분배 전압들 중에서 선택 신호들(CS1~CS6)에 상응하는 전압들을 하나씩 선택하여 중간 감마 기준 전압들(VGR1~VGR6)로서 출력한다. 중간 감마 기준 전압들(VGR1~VGR6)은 전압 버퍼들(71~76)에 의해 버퍼링될 수 있으며, 실시예에 따라서 전압 버퍼들(71~76)은 생략될 수 있다.
계조 전압 발생부(223)는 최소 감마 기준 전압(VGR0)의 출력 노드(N0) 및 서브 감마 기준 전압(VRG7)의 출력 노드(N7) 사이에 연결된 저항 스트링을 이용하여, 최소 감마 기준 전압(VGR0), 중간 감마 기준 전압들(VGR1~VGR6) 및 최대 감마 기준 전압(VGR7) 사이를 전압 분배하여 최대 계조 전압(V255)를 제외한 복수의 계조 전압들(V0~V254)을 발생한다.
최대 계조 값(255)보다 1만큼 작은 서브 계조 값(254)에 상응하는 서브 감마 기준 전압(V254)를 출력하는 전압 버퍼(35)는 서브 전압 버퍼라고 지칭할 수 있다. 한편, 노말 동작 모드에서 최대 계조 전압(V255)를 발생하고 지문 인식 모드에서 지문 인식 전압(VFR)을 발생하는 전압 버퍼(36)는 최대 전압 버퍼라고 지칭할 수 있다.
도 15에는 서브 전압 버퍼(35)의 출력 노드(N7) 및 최대 전압 버퍼(36)의 출력 노드(N8)가 전기적으로 단절된 실시예가 도시되어 있다. 이 경우, 서브 전압 버퍼(35)는 상기 노말 동작 모드 및 상기 지문 인식 모드에서 모두 인에이블되어, 최대 계조 전압(V255)을 제외한 계조 전압들(V0~V254)의 발생에 이용될 수 있다.
도 16은 도 15의 감마 회로에 상응하는 감마 기준 전압 발생부를 나타내는 블록도이다.
도 16을 참조하면, 감마 기준 전압 발생부(213)는 저장부(233) 및 전압 발생부(243)를 포함할 수 있다. 도 16에는 편의상 9개의 기준 계조 값들(0, 5, 11, 39, 95, 159, 207, 244, 255) 및 이에 상응하는 9개의 선택 신호들(CS0~CS8)과 9개의 감마 기준 전압들(GRV0~GRV8)을 도시하였으나, 이들의 개수는 다양하게 변경될 수 있다.
저장부(233)는 감마 기준 전압들(VGR0~VGR8) 및 지문 인식 전압(VFR)에 상응하는 값들을 저장하는 복수의 메모리 유닛들(M0~M8)을 포함할 수 있다.
전압 발생부(243)는 저장부(231)로부터 제공되는 선택 신호들(CS0~CS8)에 기초하여 감마 기준 전압들(VGR0~VGR7) 및 지문 인식 전압(VFR)을 발생하는 복수의 전압 발생 유닛들(VG0~VG8)을 포함할 수 있다. 전압 발생 유닛들(VG0~VG8)의 각각은 도 15를 참조하여 설명한 바와 같은 저항 스트링, 선택기, 저항 스트링을 포함할 수 있다. 특히, 서브 감마 기준 전압(VGR7)을 발생하는 전압 발생 유닛(VG7)은 도 15의 서브 전압 버퍼(35)를 포함하고, 최대 감마 기준 전압(VGR8)을 발생하는 전압 발생 유닛(VG8)은 도 15의 최대 전압 버퍼(36)를 포함할 수 있다. 최대 감마 기준 전압(VGR8)에 상응하는 전압 발생 유닛(VG8)은 모드 신호(MD)에 응답하여 노말 동작 모드에서는 최대 계조 전압(V255)를 출력하고 지문 인식 모드에서는 지문 인식 전압(VFR)을 출력할 수 있다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 감마 회로를 나타내는 회로도이다.
도 17을 참조하면, 감마 회로(204)는 기준 감마 전압 발생부(214) 및 계조 전압 발생부(224)를 포함한다. 도 17의 감마 회로(204)는 도 15의 감마 회로(203)와 유사하므로 중복되는 설명은 생략하고 차이점을 중심으로 설명한다.
도 15의 감마 회로(203)에서는 서브 전압 버퍼(35)의 출력 노드(N7) 및 최대 전압 버퍼(36)의 출력 노드(N8)가 전기적으로 단절된다. 반면에 도 17의 감마 회로(204)에서는 서브 전압 버퍼(37)의 출력 노드(N7) 및 최대 전압 버퍼(38)의 출력 노드(N8)가 저항을 통하여 전기적으로 연결된다. 이 경우, 서브 감마 기준 전압(VGR7=V254)을 발생하는 서브 전압 버퍼(37)는 상기 노말 동작 모드에서는 디스에이블되고 상기 지문 인식 모드에서는 인에이블될 수 있다. 노말 동작 모드에서는 서브 전압 버퍼(37)가 디스에이블되고 최대 전압 버퍼(38)에서 출력되는 최대 감마 기준 전압(VGR8), 즉 최대 계조 전압(V255)이 다른 계조 전압들(V0~V254)의 발생에 이용될 수 있다. 반면에 지문 인식 모드에서는 서브 전압 버퍼(37)가 인에이블되어 서브 감마 기준 전압(VGR7=V254)를 구동함으로써 최대 전압 버퍼(38)에서 출력되는 지문 인식 전압(VFR)이 계조 전압들(V0~V254)에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
도 18은 도 17의 감마 회로에 상응하는 감마 기준 전압 발생부를 나타내는 블록도이다.
도 18을 참조하면, 감마 기준 전압 발생부(214)는 저장부(234) 및 전압 발생부(244)를 포함할 수 있다. 도 18의 감마 기준 전압 발생부(214)는 도 16의 감마 기준 전압 발생부(213)와 유사하므로 중복되는 설명은 생략하고 차이점을 중심으로 설명한다.
도 16의 감마 기준 전압 발생부(213)와 비교하여, 도 18의 감마 기준 전압 발생부(214)는 선택 신호(CS7)의 값을 저장하는 메모리 유닛이 생략되고 계산기(CAL)를 더 포함한다. 전술한 바와 같이, 도 18의 서브 전압 버퍼(37)를 포함하는 전압 발생 유닛(VG7)은 노말 동작 모드에서는 디스에이블되고 지문 인식 모드에서는 인에이블될 수 있다. 계산기(CAL)는, 지문 인식 모드에서 서브 감마 기준 전압(VGR7)들에 인접한 감마 기준 전압들(VGR6, VGR8)의 선택 제어 값들(CS6, CS8)에 기초하여 서브 감마 기준 전압(VGR7)의 선택 제어 값(CS7)을 제공할 수 있다. 예를 들어, 계산기(CAL)는 인접한 메모리 유닛들(M6, M7)로부터 인접한 감마 기준 전압들(VGR6, VGR8), 즉 감마 곡선 상의 계조 전압들(V191, V255)에 상응하는 선택 제어 값들(CS6, CS8)을 수신하고, 선택 제어 값들(CS6, CS8)의 상응하는 계조 값들을 기준으로 내삽(interpolation)하여 서브 감마 기준 전압(VGR7)의 선택 제어 값(CS7)을 제공할 수 있다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 데이터의 처리 회로를 나타내는 도면이다.
도 20을 참조하면, 타이밍 콘트롤러(120)는 데이터 버퍼(GRAM), 데이터 변환기(DCON) 및 선택기(MUX)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 데이터 버퍼(GRAM)는 하나의 프레임을 저장하는 프레임 버퍼일 수 있으며, 입력 데이터(DIN)를 프레임 단위로 저장할 수 있다. 데이터 버퍼(GRAM)는 최소 계조 값(0) 내지 최대 계조 값(q)의 범위(0~q)를 갖는 제1 데이터(DD1)를 저장하고 출력한다. 데이터 변환기(DCON)는 최소 계조 값(0) 내지 최대 계조 값(q)의 범위(0~q)를 갖는 제1 데이터(DD1)를 최소 계조 값(0) 내지 서브 계조 값(q-1)의 범위를 갖는 제2 데이터(DD2)로 변환하여 출력한다. 선택기(MUX)는 모드 신호(MD)에 응답하여 제1 데이터(DD1) 또는 제2 데이터(DD2) 중 하나를 선택하여 디스플레이 데이터(DDT)로서 출력할 수 있다. 즉, 선택기(MUX)는 노말 동작 모드에서는 0~q의 계조 범위를 갖는 제1 데이터(DD1)를 디스플레이 데이터(DDT)로서 출력하고 지문 인식 모드에서는 0~q-1의 계조 범위를 갖는 제2 데이터(DD2)를 디스플레이 데이터(DDT)로서 출력할 수 있다. 한편 실시예에 따라서, 데이터 변환기(DCON)는 제2 데이터(DD2)에서 지문 인식 윈도우(FRW)에 속하는 픽셀의 계조 값을 최대 계조 값(q)으로 대체하는 프로세스를 더 수행할 수도 있다. 이러한 지문 인식 윈도우(FRW)를 디스플레이하기 위한 계조 값의 대체는 타이밍 콘트롤러의 외부에서 수행될 수도 있다. 또한, 데이터의 계조 범위의 축소 및/또는 계조 값의 대체 등을 수행하는 데이터 변환기(DCON)는 타이밍 콘트롤러(120)의 외부에 구현될 수도 있다.
도 20은 도 2의 전자 장치에 포함되는 데이터 구동부의 일 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 20을 참조하면, 데이터 구동부(130b)는 쉬프트 레지스터(S/R)(132) 및 디지털-아날로그 변환부(136b)를 포함할 수 있다. 도 20의 데이터 구동부(130b)는 도 10의 데이터 구동부(130a)와 유사하므로 중복되는 설명을 생략하고 차이점을 중심으로 설명한다.
디지털-아날로그 변환부(136b)는 감마 회로(GMC)(200b)로부터 계조 전압들(V0~Vq) 및 지문 인식 전압(VFR)을 각각 수신하는 복수의 변환 유닛들(D/A)을 포함할 수 있다. 각각의 변환 유닛들(D/A)은 동작 모드에 관계 없이 쉬프트 레지스터(132)로부터 수신되는 디지털 데이터에 상응하는 계조 전압을 선택한다. 다만, 도 10의 실시예와는 다르게, 최대 계조 값(q)에 상응하는 전압 라인을 통해서 노말 동작 모드에서는 최대 계조 전압(Vq)이 제공되고 지문 인식 모드에서는 지문 인식 전압(VFR)이 제공된다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 노말 동작 모드 및 지문 인식 모드에서의 디스플레이 패널의 구동 전압들을 설명하기 위한 도면이다.
도 21을 참조하면, 노말 동작 모드에서는 제1 세트의 계조 전압들(V0~Vq)에 기초하여 디스플레이 패널(110)에 이미지를 디스플레이한다. 지문 인식 모드에서는 지문 인식 전압(VFR)에 기초하여 디스플레이 패널(110)의 일부 영역에 지문 인식 윈도우(FRW)를 디스플레이하고, 제2 세트의 계조 전압들(V0~Vq-1)에 기초하여 디스플레이 패널(110)의 지문 인식 윈도우(FRW)를 제외한 영역에 이미지를 디스플레이 한다.
도 14 내지 20을 참조하여 전술한 바와 같이, 노말 동작 모드에서 이용되는 제1 세트의 계조 전압들(V0~Vq) 및 지문 인식 모드에서 이용되는 제2 세트의 계조 전압들(V0~Vq-1)은 최대 계조 전압(Vq-1)을 제외하고는 동일하게 유지될 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 전자 장치 및 광학적 지문 인식 방법은 계조 전압들을 유지하면서 지문 인식 윈도우의 휘도를 증가시킴으로써 디스플레이되는 이미지의 품질을 저하하지 않으면서 지문 이미지의 해상도를 증가시킬 수 있다.
도 22는 본 발명의 실시시예들에 따른 전자 장치를 나타내는 블록도이다.
도 23을 참조하면, 전자 장치(100)는 프로세서(1010), 메모리 장치(1020), 지문 인식 센서(1030), 입출력 장치(1040), 파워 서플라이(1050) 및 디스플레이 장치(1060)를 포함할 수 있다. 전자 장치(100)는 비디오 카드, 사운드 카드, 메모리 카드, USB 장치 등과 통신하거나, 또는 다른 시스템들과 통신할 수 있는 여러 포트(port)들을 더 포함할 수 있다.
프로세서(1010)는 특정 계산들 또는 태스크(task)들을 수행할 수 있다. 실시예에 따라, 프로세서(1010)는 마이크로프로세서(microprocessor), 중앙 처리 장치(CPU) 등일 수 있다. 프로세서(1010)는 어드레스 버스(address bus), 제어 버스(control bus) 및 데이터 버스(data bus) 등을 통하여 다른 구성 요소들에 연결될 수 있다. 실시예에 따라, 프로세서(1010)는 주변 구성요소 상호연결(Peripheral Component Interconnect; PCI) 버스와 같은 확장 버스에도 연결될 수 있다. 메모리 장치(1020)는 전자 기기(1000)의 동작에 필요한 데이터들을 저장할 수 있다.
입출력 장치(1040)는 키보드, 키패드, 터치패드, 터치스크린, 마우스, 리모트 컨트롤러 등과 같은 입력 수단, 및 스피커, 프린터 등과 같은 출력 수단을 포함할 수 있다. 파워 서플라이(1050)는 전자 기기(1000)의 동작에 필요한 파워를 공급할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따라서, 디스플레이 장치(1060)는 전술한 바와 같은 감마 회로(GMC)(1062)를 포함한다. 감마 회로(1062)는 노말 동작 모드에서 제1 세트의 계조 전압들을 발생하고 지문 인식 모드에서 상기 제1 세트의 계조 전압들 중 최대 계조 전압에 상응하는 휘도보다 더 높은 휘도에 상응하는 지문 인식 전압을 발생한다. 디스플레이 장치(1060)는 지문 인식 모드에서 상기 지문 인식 전압을 이용하여 지문을 입력받기 위한 높은 휘도의 지문 인식 윈도우를 디스플레이할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 발명의 실시예들에 따른 감마 회로를 포함하는 전자 장치 및 광학적 지문 인식 방법은 상기 지문 인식 전압을 이용하여 높은 휘도의 지문 인식 윈도우를 디스플레이함으로써 지문의 반사광의 세기를 증가하고 지문 이미지의 해상도를 증가시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들에 따른 감마 회로를 포함하는 전자 장치 및 광학적 지문 인식 방법은 다른 계조 전압들을 유지하면서 지문 인식 윈도우의 휘도를 증가시킴으로써 디스플레이되는 이미지의 품질을 저하하지 않으면서 지문 이미지의 해상도를 증가시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들은 디스플레이 장치를 포함하는 장치 및 시스템에서 광학적 지문 인식을 구현하기 위해 유용하게 이용될 수 있다. 특히 본 발명의 실시예들은 컴퓨터(computer), 노트북(laptop), 핸드폰(cellular), 스마트폰(smart phone), MP3 플레이어, 피디에이(Personal Digital Assistants; PDA), 피엠피(Portable Multimedia Player; PMP), 디지털 TV, 디지털 카메라, 포터블 게임 콘솔(portable game console) 등과 같은 전자 기기에 더욱 유용하게 적용될 수 있다.
상기에서는 본 발명이 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (10)

  1. 복수의 픽셀들을 포함하는 디스플레이 패널;
    노말 동작 모드에서 제1 세트의 계조 전압들을 발생하고 지문 인식 모드에서 상기 제1 세트의 계조 전압들 중 최대 계조 전압에 상응하는 휘도보다 더 높은 휘도에 상응하는 지문 인식 전압을 발생하는 감마 회로;
    상기 노말 동작 모드에서 상기 제1 세트의 계조 전압들에 기초하여 상기 디스플레이 패널에 이미지를 디스플레이하고, 상기 지문 인식 모드에서 상기 지문 인식 전압에 기초하여 상기 디스플레이 패널의 일부 영역에 지문 인식 윈도우를 디스플레이하는 구동 회로; 및
    상기 지문 인식 모드에서 상기 지문 인식 윈도우를 통하여 수신되는 반사광에 기초하여 지문을 인식하는 지문 인식 센서를 포함하는 전자 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 감마 회로는, 상기 지문 인식 모드에서 제2 세트의 계조 전압들을 더 발생하고,
    상기 구동 회로는, 상기 지문 인식 모드에서 상기 제2 세트의 계조 전압들에 기초하여 상기 디스플레이 패널의 상기 지문 인식 윈도우를 제외한 영역에 이미지를 디스플레이 하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 세트의 계조 전압들 및 제2 세트의 계조 전압들은 동일하고,
    상기 감마 회로는, 상기 노말 동작 모드 및 상기 지문 인식 모드에서 공통되는 감마 기준 전압들을 발생하고 상기 감마 기준 전압들을 분배하여 상기 제1 세트의 계조 전압들 및 상기 제2 세트의 계조 전압들을 발생하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  4. 제2 항에 있어서, 상기 구동 회로는,
    상기 지문 인식 모드에서 상기 지문 인식 윈도우의 위치 및 상기 복수의 픽셀들 중 타겟 픽셀의 위치에 기초하여 상기 지문 인식 윈도우를 디스플레이하고,
    상기 타겟 픽셀이 상기 지문 인식 윈도우에 속하는 경우에는 디스플레이 데이터의 계조 값에 관계 없이 상기 지문 인식 전압으로 상기 타겟 픽셀의 데이터 라인을 구동하고,
    상기 타겟 픽셀이 상기 지문 인식 윈도우에 속하지 않는 경우에는 상기 제2 세트의 계조 전압들 중 디스플레이 데이터의 계조 값에 상응하는 계조 전압으로 상기 타겟 픽셀의 데이터 라인을 구동하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 세트의 계조 전압들 및 제2 세트의 계조 전압들은 최대 계조 값에 상응하는 최대 계조 전압을 제외하고는 동일한 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 감마 회로는,
    상기 노말 동작 모드에서 최대 계조 값에 상응하는 최대 감마 기준 전압을 포함하는 제1 세트의 감마 기준 전압들을 발생하고 상기 제1 세트의 감마 기준 전압들을 분배하여 상기 제1 세트의 계조 전압들을 발생하고,
    상기 지문 인식 모드에서 상기 제1 세트의 감마 기준 전압들에서 상기 최대 감마 기준 전압을 상기 최대 계조 값보다 1만큼 작은 서브 계조 값에 상응하는 서브 감마 기준 전압으로 대체한 제2 세트의 감마 기준 전압들을 발생하고 상기 제2 세트의 감마 기준 전압들을 분배하여 상기 제2 세트의 계조 전압들을 발생하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 감마 회로는,
    상기 서브 감마 기준 전압을 출력하는 서브 전압 버퍼; 및
    상기 노말 동작 모드에서 상기 최대 계조 전압을 발생하고 상기 지문 인식 모드에서 상기 지문 인식 전압을 발생하는 최대 전압 버퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 서브 전압 버퍼의 출력 노드 및 상기 최대 전압 버퍼의 출력 노드는 전기적으로 단절되고,
    상기 서브 전압 버퍼는 상기 노말 동작 모드 및 상기 지문 인식 모드에서 모두 인에이블되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 서브 전압 버퍼의 출력 노드 및 상기 최대 전압 버퍼의 출력 노드는 저항을 통하여 전기적으로 연결되고,
    상기 서브 전압 버퍼는 상기 노말 동작 모드에서는 디스에이블되고 상기 지문 인식 모드에서는 인에이블되고,
    상기 지문 인식 모드에서, 상기 서브 감마 기준 전압에 인접한 감마 기준 전압들의 선택 제어 값들에 기초하여 상기 서브 감마 기준 전압의 선택 제어 값을 제공하는 계산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  10. 제5 항에 있어서,
    상기 구동 회로는,
    최소 계조 값 내지 상기 최대 계조 값의 범위를 갖는 제1 데이터를 상기 최소 계조 값 내지 상기 서브 계조 값의 범위를 갖는 제2 데이터로 변환하는 데이터 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
KR1020170121749A 2017-09-21 2017-09-21 광학적 지문 인식을 위한 감마 회로, 이를 포함하는 전자 장치 및 광학적 지문 인식 방법 KR20190033235A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170121749A KR20190033235A (ko) 2017-09-21 2017-09-21 광학적 지문 인식을 위한 감마 회로, 이를 포함하는 전자 장치 및 광학적 지문 인식 방법
US15/943,870 US20190087620A1 (en) 2017-09-21 2018-04-03 Gamma circuit supporting optical fingerprint recognition, electronic device including the same and method of performing optical fingerprint recognition
CN201810814453.6A CN109543499A (zh) 2017-09-21 2018-07-23 伽玛电路、电子设备以及执行光学指纹识别的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170121749A KR20190033235A (ko) 2017-09-21 2017-09-21 광학적 지문 인식을 위한 감마 회로, 이를 포함하는 전자 장치 및 광학적 지문 인식 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190033235A true KR20190033235A (ko) 2019-03-29

Family

ID=65721470

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170121749A KR20190033235A (ko) 2017-09-21 2017-09-21 광학적 지문 인식을 위한 감마 회로, 이를 포함하는 전자 장치 및 광학적 지문 인식 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20190087620A1 (ko)
KR (1) KR20190033235A (ko)
CN (1) CN109543499A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11527192B2 (en) 2020-08-14 2022-12-13 Samsung Display Co., Ltd. Input sensing device and display device including the same
US11829554B2 (en) 2021-04-01 2023-11-28 Samsung Display Co., Ltd. Fingerprint sensor device, display device including the same, and method for driving the display device
US11837010B2 (en) 2020-08-14 2023-12-05 Samsung Display Co., Ltd. Input sensing method and input sensing device including the same

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109359641B (zh) * 2018-12-24 2021-08-24 厦门天马微电子有限公司 显示装置及其驱动方法
US10624190B1 (en) * 2019-01-21 2020-04-14 Mikro Mesa Technology Co., Ltd. Micro light-emitting diode driving circuit and method for driving the same
CN110276326B (zh) * 2019-06-27 2021-07-16 云谷（固安）科技有限公司 一种显示设备及显示方法
TWI712030B (zh) * 2019-12-18 2020-12-01 敦泰電子股份有限公司 實現局部高亮度的顯示裝置
CN115151971A (zh) * 2020-01-31 2022-10-04 高通股份有限公司 用于显示的动态伽玛曲线使用
US11651719B2 (en) * 2020-09-25 2023-05-16 Apple Inc. Enhanced smoothness digital-to-analog converter interpolation systems and methods
KR20230023238A (ko) * 2021-08-10 2023-02-17 삼성전자주식회사 디스플레이 구동 집적 회로 및 이의 동작 방법
KR20230054987A (ko) * 2021-10-18 2023-04-25 엘지디스플레이 주식회사 감마 전압 발생회로와 이를 포함한 표시장치
CN114283721A (zh) * 2021-11-18 2022-04-05 昆山国显光电有限公司 显示面板、显示面板的驱动方法及显示装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011053554A (ja) * 2009-09-03 2011-03-17 Toshiba Mobile Display Co Ltd 有機ｅｌ表示装置
KR102138369B1 (ko) * 2013-10-10 2020-07-28 삼성전자주식회사 디스플레이 구동 회로, 디스플레이 장치 및 이를 포함하는 휴대용 단말기
CN103617780B (zh) * 2013-12-06 2016-05-04 北京航空航天大学 Amoled显示屏驱动电路及非线性插值构造方法
CN107004130B (zh) * 2015-06-18 2020-08-28 深圳市汇顶科技股份有限公司 用于屏幕上指纹感应的屏幕下光学传感器模块
KR102412372B1 (ko) * 2015-12-15 2022-06-24 주식회사 지2터치 표시장치의 화소를 이용한 터치 검출 센서 및 터치 검출 방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11527192B2 (en) 2020-08-14 2022-12-13 Samsung Display Co., Ltd. Input sensing device and display device including the same
US11837010B2 (en) 2020-08-14 2023-12-05 Samsung Display Co., Ltd. Input sensing method and input sensing device including the same
US11978382B2 (en) 2020-08-14 2024-05-07 Samsung Display Co., Ltd. Input sensing device and display device including the same
US11829554B2 (en) 2021-04-01 2023-11-28 Samsung Display Co., Ltd. Fingerprint sensor device, display device including the same, and method for driving the display device

Also Published As

Publication number Publication date
US20190087620A1 (en) 2019-03-21
CN109543499A (zh) 2019-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20190033235A (ko) 광학적 지문 인식을 위한 감마 회로, 이를 포함하는 전자 장치 및 광학적 지문 인식 방법
KR102622957B1 (ko) 휘도 컨트롤러 및 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치
US9892682B2 (en) Electroluminescent display device for reducing color distortion of low gray values and method of operating same
KR20180062048A (ko) 전계 발광 표시 장치
US10056040B2 (en) Display apparatus and display method
US11037496B2 (en) Method of driving a display panel for an organic light-emitting display device
WO2019174228A1 (zh) 像素电路及其驱动方法、显示面板
US11789574B2 (en) Light emitting display apparatus
US9626912B2 (en) Electroluminescent display and method of driving the same
US10978014B2 (en) Gamma voltage divider circuit, voltage adjusting method, and liquid crystal display device
KR20220063032A (ko) 감마 전원 선택 표시 장치 및 감마 전원 선택 방법
US20180342217A1 (en) Display panel having zigzag connection structure and display device including the same
KR102416887B1 (ko) 유기발광 표시장치 및 그 구동방법
US20200320953A1 (en) Power management device to minimize power consumption
KR20180077268A (ko) 자발광 어레이 표시 제어 방법, 장치, 및 디바이스
US20200234646A1 (en) Organic light emitting display device
CN116013180A (zh) 显示装置
TW202044217A (zh) 資料處理裝置和閘極驅動裝置
KR102470064B1 (ko) 표시장치 및 그 구동방법
US12080239B2 (en) Display device performing charge sharing
US20240105126A1 (en) Data driving device, a display driving device, and a display driving method
KR102684198B1 (ko) 패널 제어 회로 및 이를 포함하는 표시 장치
KR20230159736A (ko) 제어부, 이를 포함하는 표시 장치, 및 이를 이용한 표시 장치의 구동 방법
KR20230023238A (ko) 디스플레이 구동 집적 회로 및 이의 동작 방법
KR20230103623A (ko) 디스플레이 장치 및 그 구동 방법과 타이밍 컨트롤러

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application