KR102648418B1 - Impact sensing device and method using panel speaker - Google Patents
Impact sensing device and method using panel speaker Download PDFInfo
- Publication number
- KR102648418B1 KR102648418B1 KR1020180114992A KR20180114992A KR102648418B1 KR 102648418 B1 KR102648418 B1 KR 102648418B1 KR 1020180114992 A KR1020180114992 A KR 1020180114992A KR 20180114992 A KR20180114992 A KR 20180114992A KR 102648418 B1 KR102648418 B1 KR 102648418B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- panel
- shock
- piezoelectric element
- speaker
- shock detection
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/09—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by piezoelectric pick-up
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/0052—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes measuring forces due to impact
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R7/00—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones
- H04R7/02—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones characterised by the construction
- H04R7/04—Plane diaphragms
- H04R7/045—Plane diaphragms using the distributed mode principle, i.e. whereby the acoustic radiation is emanated from uniformly distributed free bending wave vibration induced in a stiff panel and not from pistonic motion
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R2499/00—Aspects covered by H04R or H04S not otherwise provided for in their subgroups
- H04R2499/10—General applications
- H04R2499/15—Transducers incorporated in visual displaying devices, e.g. televisions, computer displays, laptops
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
Abstract
본 발명은 발광 패널을 진동 부품으로 이용하는 패널 스피커를 통해 외부 충격을 감지할 수 있는 패널 스피커를 이용한 충격 감지 장치 및 방법에 관한 것으로, 일 실시예에 따른 패널 스피커를 이용한 충격 감지 장치는 발광 패널 및 그 발광 패널에 부착된 압전 소자를 포함하는 패널 스피커, 발광 패널을 구동하는 패널 구동부, 압전 소자를 구동하는 스피커 구동부와, 패널 구동부 및 스피커 구동부를 제어하는 제어부, 압전 소자의 출력을 모니터링하여 충격 발생을 감지하고 충격 감지 신호를 출력하는 충격 감지부, 및 스피커 구동부와 압전 소자 사이의 입력 경로와, 압전 소자와 충격 감지부 사이의 출력 경로를 제어부의 제어에 의해 선택적으로 스위칭하는 스위치를 포함한다.The present invention relates to a shock detection device and method using a panel speaker that can detect external shock through a panel speaker that uses a light emitting panel as a vibrating component. According to one embodiment, the shock detection device using a panel speaker includes a light emitting panel and A panel speaker including a piezoelectric element attached to the light-emitting panel, a panel driver for driving the light-emitting panel, a speaker driver for driving the piezoelectric element, a control unit for controlling the panel driver and the speaker driver, and generating shock by monitoring the output of the piezoelectric element. It includes a shock detection unit that detects and outputs a shock detection signal, and a switch that selectively switches the input path between the speaker driver and the piezoelectric element, and the output path between the piezoelectric element and the shock detection unit under the control of the control unit.
Description
본 발명은 발광 패널을 진동 부품으로 이용하는 패널 스피커를 통해 외부 충격을 감지할 수 있는 패널 스피커를 이용한 충격 감지 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a shock detection device and method using a panel speaker that can detect external shock through a panel speaker that uses a light emitting panel as a vibrating component.
디스플레이 장치는 스마트폰, 노트북, 모니터, TV, 전광판, 비디오 월(Video Wall) 등과 같이 다양한 전자 장치에 적용되고 있다.Display devices are applied to various electronic devices such as smartphones, laptops, monitors, TVs, electronic signs, video walls, etc.
전자 장치에 장착된 디스플레이는 케이스 등에 의해 보호되고 있으나 외부 충격이 가해지면 파손될 우려가 있으므로 충격 감지 기능이 필요하다.The display mounted on the electronic device is protected by a case, etc., but there is a risk of damage if an external impact is applied, so a shock detection function is necessary.
가정용 디스플레이인 대형 TV, 공공 장소에 설치되는 비디오 월 등과 같은 대형 상업용 디스플레이는 개인 부주의 또는 지진 등과 같은 자연 재해로 인한 외부 충격을 받는 경우 넘어지거나 낙하하여 주변 사람에게 위험을 줄 수 있으므로, 충격 감지를 통한 알람 발생 등으로 안전 신뢰성 확보가 요구된다.Large commercial displays, such as large TVs for home displays and video walls installed in public places, may fall or fall when exposed to external shock due to personal carelessness or natural disasters such as earthquakes, which may pose a risk to people around them. Therefore, shock detection is not recommended. Securing safety reliability is required through alarm generation.
스마트폰 등과 같은 일부 전자 장치는 제품 파손을 줄이기 위해 충격 센서를 포함하고 있다. Some electronic devices, such as smartphones, contain shock sensors to reduce product damage.
그러나, 종래의 충격 센서는 별도 부품으로 마련되어 해당 전자 장치에 장착되므로 부품 수를 증가시키고 제조 비용을 증가시키는 단점이 있다.However, the conventional shock sensor is provided as a separate component and mounted on the corresponding electronic device, so it has the disadvantage of increasing the number of components and manufacturing costs.
따라서, 충격 감지 기능을 포함하면서도 디스플레이 및 그를 포함하는 전자 장치의 부품 수를 저감하여 부품 구성을 간소화하고 제조 비용을 저감하는 것이 바람직하다.Accordingly, it is desirable to simplify component configuration and reduce manufacturing costs by reducing the number of components of a display and an electronic device including the display while including an impact detection function.
본 발명은 발광 패널을 진동 부품으로 이용하는 패널 스피커를 통해 외부 충격을 감지할 수 있는 패널 스피커를 이용한 충격 감지 장치 및 방법을 제공한다.The present invention provides a shock detection device and method using a panel speaker that can detect external shock through a panel speaker that uses a light emitting panel as a vibrating component.
일 실시예에 따른 패널 스피커를 이용한 충격 감지 장치는 발광 패널 및 그 발광 패널의 일면에 부착된 압전 소자를 포함하는 패널 스피커; 발광 패널을 구동하는 패널 구동부; 압전 소자를 구동하는 스피커 구동부; 패널 구동부 및 스피커 구동부를 제어하는 제어부; 압전 소자의 출력을 모니터링하여 충격 발생을 감지하고 충격 감지 신호를 출력하는 충격 감지부; 및 스피커 구동부와 압전 소자 사이의 입력 경로와, 압전 소자와 충격 감지부 사이의 출력 경로를 제어부의 제어에 의해 선택적으로 스위칭하는 스위치를 포함한다.An impact detection device using a panel speaker according to an embodiment includes a panel speaker including a light emitting panel and a piezoelectric element attached to one surface of the light emitting panel; A panel driver that drives the light emitting panel; A speaker driver that drives a piezoelectric element; A control unit that controls the panel driver and the speaker driver; A shock detection unit that monitors the output of the piezoelectric element to detect the occurrence of shock and outputs a shock detection signal; and a switch for selectively switching the input path between the speaker driver and the piezoelectric element and the output path between the piezoelectric element and the impact detection unit under the control of the control unit.
제어부는 스위치를 스피커 구동부의 구동 신호를 압전 소자에 공급하는 사운드 발생 기간과, 압전 소자의 출력을 충격 감지부에 공급하는 충격 감지 기간으로 시분할 구동한다.The control unit operates the switch in time division into a sound generation period in which the drive signal from the speaker driver is supplied to the piezoelectric element and a shock detection period in which the output of the piezoelectric element is supplied to the shock detection unit.
제어부는 사운드 발생 기간에서, 오디오 데이터와 그 오디오 데이터의 일부에 삽입된 무음 데이터를 패널 스피커로 출력한다. 제어부는 무음 데이터를 출력하는 무음 기간에서, 스위치가 압전 소자와 충격 감지부 사이의 출력 경로를 구성하도록 제어하여 충격 감지 동작을 수행한다.During the sound generation period, the control unit outputs audio data and silence data inserted into a part of the audio data to the panel speaker. The control unit performs an impact detection operation by controlling the switch to configure an output path between the piezoelectric element and the impact detection unit during the silent period during which silent data is output.
제어부는 사운드 발생 기간에서, 오디오 데이터에 대한 주파수를 분석하여 단일 고정 주파수인 경우 무음 데이터를 오디오 데이터에 삽입하지 않고 충격 감지 동작을 오프한다.The control unit analyzes the frequency of the audio data during the sound generation period and, if it is a single fixed frequency, does not insert silence data into the audio data and turns off the shock detection operation.
제어부는 충격 감지부로부터 충격 감지 신호를 공급받으면, 패널 스피커를 이용한 오디오 알람과, 발광 패널을 이용한 비디오 알람과, 통신부를 통한 경보 메시지 알람 중 적어도 하나를 통해 충격 발생을 출력한다.When the control unit receives a shock detection signal from the shock detection unit, it outputs the occurrence of shock through at least one of an audio alarm using a panel speaker, a video alarm using a light emitting panel, and an alarm message alarm through the communication unit.
제어부는 충격 발생에 따른 알람 발생 후, 전원을 차단할 수 있다.The control unit can cut off the power after an alarm occurs due to an impact.
충격 감지부는 압전 소자로부터 출력되는 센싱 전압을 디지털 처리하여 충격 감지 신호로 제어부에 공급한다. 제어부는 충격 감지 신호의 레벨을 따라 충격 강도가 다른 알람을 발생한다.The impact detection unit digitally processes the sensing voltage output from the piezoelectric element and supplies it to the control unit as an impact detection signal. The control unit generates an alarm with different impact intensity depending on the level of the impact detection signal.
발광 패널은 유기 발광 다이오드를 이용한 디스플레이 패널 또는 조명 패널일 수 있다.The light emitting panel may be a display panel or lighting panel using organic light emitting diodes.
일 실시예에 따른 패널 스피커를 이용한 충격 감지 방법은, 오디오 데이터가 입력될 때, 압전 소자에 그 오디오 데이터에 대응하는 구동 신호를 공급하여, 압전 소자가 발광 패널과 함께 진동함으로써 발광 패널을 통해 음향을 발생시키는 사운드 발생 단계; 오디오 데이터가 입력되지 않을 때, 압전 소자의 출력을 모니터링하여 충격 발생을 감지하는 충격 감지 단계; 및 충격 발생이 감지되면 패널 스피커를 이용한 오디오 알람과, 발광 패널을 이용한 비디오 알람과, 통신부를 통한 경보 메시지 알람 중 적어도 하나를 통해 충격 발생을 출력하는 알람 단계를 포함한다.A shock detection method using a panel speaker according to an embodiment includes supplying a drive signal corresponding to the audio data to a piezoelectric element when audio data is input, and causing the piezoelectric element to vibrate together with the light emitting panel to produce sound through the light emitting panel. A sound generating step that generates; A shock detection step for detecting the occurrence of shock by monitoring the output of the piezoelectric element when audio data is not input; And when the occurrence of an impact is detected, it includes an alarm step of outputting the occurrence of the impact through at least one of an audio alarm using a panel speaker, a video alarm using a light emitting panel, and an alarm message alarm through a communication unit.
본 발명의 일 실시예는 디스플레이 패널 또는 조명 패널과 같은 발광 패널을 진동 부품으로 이용하는 패널 스피커를 통해 외부 충격을 감지함으로써 별도 부품의 충격 센서가 필요하지 않으므로 발광 패널 및 그를 포함하는 전자 장치의 부품 수 및 제조 비용을 저감할 수 있다.One embodiment of the present invention detects external shock through a panel speaker that uses a light-emitting panel, such as a display panel or a lighting panel, as a vibrating component, thereby eliminating the need for a shock sensor as a separate component, thereby reducing the number of parts of the light-emitting panel and the electronic device including it. And manufacturing costs can be reduced.
본 발명의 일 실시예는 패널 스피커를 통해 외부 충격을 감지하는 즉시 알람을 발생하여 패널 스피커, 디스플레이 패널, 통신망 중 적어도 하나를 통해 경보음, 경보 메시지 등을 출력할 수 있고, 충격 강도에 따라 알람 강도를 다르게 발생할 수 있다. 이에 따라, 일 실시예는 발광 패널 및 그를 포함하는 전자 장치가 외부 충격을 받은 즉시 알람하여 해당 전자 장치가 넘어지거나 낙하하기 이전에 해당 전자 장치를 보호하여 제품 파손을 줄일 수 있거나, 위험한 해당 장소에서 사람들이 대피할 수 있게 하여 안전 신뢰성 및 제품 가치를 높일 수 있다.One embodiment of the present invention generates an alarm as soon as an external impact is detected through the panel speaker, and outputs an alarm sound, an alarm message, etc. through at least one of the panel speaker, display panel, and communication network, and alarms according to the intensity of the impact. The intensity may vary. Accordingly, in one embodiment, the light emitting panel and the electronic device including the same alarm immediately when an external shock is received, thereby protecting the electronic device before it falls or falls, thereby reducing product damage, or in a dangerous location. By allowing people to evacuate, safety reliability and product value can be increased.
본 발명의 일 실시예는 진도 높은 지진 발생 즉시 패널 스피커를 통해 충격을 감지하여 알람을 발생함으로써 외부 지진 경보 시스템보다 빠르게 지진 발생을 사람들에게 알려줄 수 있으므로 안전 신뢰성 및 제품 가치를 높일 수 있다.One embodiment of the present invention detects an impact through a panel speaker and generates an alarm as soon as a high-intensity earthquake occurs, thereby notifying people of the occurrence of an earthquake faster than an external earthquake warning system, thereby increasing safety reliability and product value.
나아가, 본 발명의 일 실시예는 외부 충격에 의한 알람 발생 후 필요시 전원을 차단함으로써 구동 중인 발광 패널 및 그를 이용한 전자 장치가 넘어지거나 낙하하여 파손되는 경우 합선 등으로 인한 화재 발생을 차단할 수 있다.Furthermore, an embodiment of the present invention can block the occurrence of fire due to a short circuit, etc. when a running light emitting panel and an electronic device using the same are damaged by falling or falling by turning off the power when necessary after an alarm occurs due to an external impact.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 패널 스피커 구조를 개략적으로 나타낸 배면도 및 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 패널 스피커를 이용한 충격 감지 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 패널 스피커를 이용한 충격 감지 장치의 동작 과정을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 감지 장치의 사운드 발생 동작을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 감지 장치의 충격 감지 동작을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 소자의 센싱 전압과 충격 강도의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 사운드 발생 기간에 전송되는 오디오 신호 및 무음 신호를 예시한 파형도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 사운드 소스의 주파수 분석 결과에 따른 동작 과정을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 패널 스피커를 이용한 충격 감지 방법을 나타낸 순서도이다.1 is a rear view and a cross-sectional view schematically showing the structure of a panel speaker according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a block diagram schematically showing the configuration of an impact detection device using a panel speaker according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a flowchart schematically showing the operation process of an impact detection device using a panel speaker according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a diagram showing a sound generation operation of an impact detection device according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram showing an impact detection operation of an impact detection device according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a graph showing the relationship between the sensing voltage and impact strength of a piezoelectric element according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a waveform diagram illustrating an audio signal and a silent signal transmitted during a sound generation period according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a diagram showing an operation process according to the results of frequency analysis of a sound source according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is a flowchart showing an impact detection method using a panel speaker according to an embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 패널 스피커 구조를 개략적으로 나타낸 배면도 및 단면도이다.1 is a rear view and a cross-sectional view schematically showing the structure of a panel speaker according to an embodiment of the present invention.
도 1(A), (B)를 참조하면, 패널 스피커(100)는 발광 패널(10)과, 발광 패널(10)의 배면에 부착되고 발광 패널(10)을 진동 부품으로 이용하는 압전 소자(20)를 포함한다. 패널 스피커(100)는 음향을 발생하는 스피커 기능과, 외부 충격을 센싱하는 충격 센서 기능을 갖으며, 발광 패널(10)을 이용한 디스플레이 기능 또는 조명 기능을 갖는다. Referring to Figures 1 (A) and (B), the panel speaker 100 includes a light emitting panel 10 and a piezoelectric element 20 attached to the back of the light emitting panel 10 and using the light emitting panel 10 as a vibrating component. ) includes. The panel speaker 100 has a speaker function to generate sound, an impact sensor function to sense external shock, and a display function or lighting function using the light-emitting panel 10.
발광 패널(10)은 자발광 소자들을 이용하여 디스플레이 기능을 제공하는 디스플레이 패널이다. 예를 들면, 발광 패널(10)은 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED) 소자를 이용하여 영상을 표시하는 OLED 디스플레이 패널이거나, 이외에도 다양한 디스플레이 패널 중 어느 하나일 수 있다. The light emitting panel 10 is a display panel that provides a display function using self-luminous elements. For example, the light emitting panel 10 may be an OLED display panel that displays images using Organic Light Emitting Diode (OLED) elements, or it may be one of various display panels.
한편, 발광 패널(10)은 자발광 소자들을 이용하여 조명 기능을 제공하는 조명 패널일 수 있고, 예를 들면 OLED 소자를 면광원으로 이용하는 OLED 조명 패널일 수 있다. Meanwhile, the light emitting panel 10 may be a lighting panel that provides a lighting function using self-luminous elements, for example, an OLED lighting panel that uses OLED elements as a surface light source.
압전 소자(20)는 발광 패널(10)에서 광 출사면(제1 면)과 대향하며 광을 출사하지 않는 배면(제2 면)에 접착제(28) 등을 통해 부착되어 고정된다. The piezoelectric element 20 faces the light emitting surface (first surface) of the light emitting panel 10 and is attached and fixed to the back surface (second surface) that does not emit light using an adhesive 28 or the like.
압전 소자(20)는 구동 신호의 인가에 의해 진동하여 발광 패널(10)을 직접 진동시킴으로써 발광 패널(10)의 진동에 의해 음향을 발생시킨다. 발광 패널(10)은 광출사 방향과 동일한 방향으로 음향을 발생시킴으로써 사용자에게 향상된 음질을 제공할 수 있다. 발광 패널(10)의 배면에는 적어도 한 쌍의 압전 소자(20)가 서로 평행하게 이격 거리를 두고 배치되어 주파수 공진 등을 일으킴으로써 음향 출력을 향상시킬 수 있다.The piezoelectric element 20 vibrates when a driving signal is applied to directly vibrate the light emitting panel 10, thereby generating sound through the vibration of the light emitting panel 10. The light emitting panel 10 can provide improved sound quality to the user by generating sound in the same direction as the light emission direction. On the back of the light emitting panel 10, at least one pair of piezoelectric elements 20 are arranged in parallel and spaced apart from each other, thereby generating frequency resonance, etc., thereby improving sound output.
압전 소자(20)는 구동 신호가 인가되지 않을 때, 외부 충격이 가해지면 전압을 발생함으로써 충격을 센싱할 수 있다. 예를 들면, 패널 스피커(100)의 전원이 오프되거나, 음소거 구간 등과 같이 구동 신호가 인가되지 않을 때, 압전 소자(20)는 외부 충격을 센싱하는 충격 센서 기능을 할 수 있다.The piezoelectric element 20 can sense an impact by generating a voltage when an external impact is applied when no driving signal is applied. For example, when the panel speaker 100 is turned off or a driving signal is not applied, such as during a mute period, the piezoelectric element 20 can function as a shock sensor that senses external shock.
각 압전 소자(20)는 서로 대향하는 제1 전극(22)과 제2 전극(24) 사이에 위치하는 압전체층(26)을 포함한다. 압전체층(26)은 압력이나 충격이 가해지면 전압을 발생시키고, 전계가 가해지면 기계적인 변형이 일어나는 압전(piezoeletronic) 소재를 이용한다. 압전 소재는 전기 에너지를 기계적인 진동 에너지로 변환하고, 기계적인 진동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 것이 가능한 상호 변환 작용을 할 수 있고, 변환 효율이 높은 장점을 갖는다. Each piezoelectric element 20 includes a piezoelectric layer 26 positioned between first and second electrodes 22 and 24 that face each other. The piezoelectric layer 26 uses a piezoelectric material that generates voltage when pressure or impact is applied and undergoes mechanical deformation when an electric field is applied. Piezoelectric materials can convert electrical energy into mechanical vibration energy and convert mechanical vibration energy into electrical energy, and have the advantage of high conversion efficiency.
예를 들면, 압전 소재는 PZT(PbZrO3-PbTiO3) 등과 같은 다결정 세라믹뿐 아니라, PMN-PT(Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3), PZN-PT(Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3), PIN-PT(Pb(In1/2Nb1/2)O3- PbTiO3), PYN-PT(Pb(Yb1 / 2Nb1 /2) 1-x TixO3) 등의 단결정 압전 소재, PVDF (Polyvinylidene fluoride), P(VDF-TrFE) (copolymers of vinylidene fluoride and triluoroethylene) 등의 유연 압전 폴리머 소재, BNT (BaNiTiO3), BZT-BCT (x[Ba(Zr0.2Ti0.8)O3]-(1-x)[(Ba0.7Ca0.3)TiO3]) 등의 무연 압전 소재 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.For example, piezoelectric materials include not only polycrystalline ceramics such as PZT (PbZrO3-PbTiO3), but also PMN-PT(Pb(Mg 1/3 Nb 2/3 )O 3 -PbTiO 3 ), PZN-PT(Pb(Zn 1 /3 Nb 2/3 )O 3 -xPbTiO 3 ), PIN-PT(Pb(In 1/2 Nb 1/2 )O 3 - PbTiO 3 ), PYN-PT(Pb(Yb 1 / 2 Nb 1 /2 ) 1 -x TixO 3 ) single crystal piezoelectric materials, such as PVDF (Polyvinylidene fluoride), P(VDF-TrFE) (copolymers of vinylidene fluoride and triluoroethylene), flexible piezoelectric polymer materials such as BNT (BaNiTiO3), BZT-BCT (x It may include at least one of lead-free piezoelectric materials such as [Ba(Zr0.2Ti0.8)O3]-(1-x)[(Ba0.7Ca0.3)TiO3]).
압전체층(10)은 제1 및 제2 전극(22, 24)을 통해 구동 신호에 따른 전계가 인가될 때 진동하여 발광 패널(20)을 진동시킴으로써 음향을 발생시킨다. The piezoelectric layer 10 vibrates when an electric field according to a driving signal is applied through the first and second electrodes 22 and 24 to vibrate the light emitting panel 20, thereby generating sound.
압전체층(10)은 제1 및 제2 전극(22, 24)을 통해 전계가 인가되지 않을 때, 외부 충격이나 압력 등에 의한 물리적인 힘이 인가되면 전압을 발생하여 제1 및 제2 전극(22, 24)을 통해 발생된 전압을 출력함으로써 충격 발생을 센싱할 수 있다.When an electric field is not applied through the first and second electrodes 22 and 24, the piezoelectric layer 10 generates a voltage when a physical force such as external shock or pressure is applied to the first and second electrodes 22 and 24. , 24), the occurrence of an impact can be sensed by outputting the generated voltage.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 패널 스피커(100)는 압전 소자(10)가 스피커 기능 및 충격 센서 기능을 시분할하여 수행함으로써 별도 부품의 충격 센거가 필요하지 않으므로 부품 수를 줄이고 제조 비용을 저감할 수 있다.Therefore, in the panel speaker 100 according to an embodiment of the present invention, the piezoelectric element 10 performs the speaker function and the shock sensor function in time division, thereby eliminating the need for a separate shock sensor, thereby reducing the number of parts and reducing manufacturing costs. can do.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 패널 스피커를 이용한 충격 감지 장치의 의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 감지 장치의 동작 과정을 개략적으로 나타낸 흐름도이다. Figure 2 is a block diagram schematically showing the configuration of an impact detection device using a panel speaker according to an embodiment of the present invention, and Figure 3 schematically shows the operation process of the impact detection device according to an embodiment of the present invention. This is a flow chart.
도 2를 참조하면, 충격 감지 장치는 패널 스피커(100)의 발광 패널(40)을 구동하는 패널 구동부(40)와, 패널 스피커(100)의 압전 소자(20)를 구동하는 스피커 구동부(50)와, 압전 소자(20)의 출력으로부터 충격 발생을 감지하는 충격 감지부(70), 제어부(30)의 제어에 따라 스피커 구동부(50) 및 충격 감지부(70)를 선택적으로 압전 소자(20)와 접속시키는 스위치(60) 등을 포함하며, 도 2의 구성으로 한정되지 않는다. 일 실시예에 따른 충격 감지 장치는 디스플레이 장치 또는 조명 장치일 수 있다.Referring to FIG. 2, the shock detection device includes a panel driver 40 that drives the light emitting panel 40 of the panel speaker 100, and a speaker driver 50 that drives the piezoelectric element 20 of the panel speaker 100. and an impact detection unit 70 that detects the occurrence of impact from the output of the piezoelectric element 20. The speaker driver 50 and the impact detection unit 70 are selectively connected to the piezoelectric element 20 under the control of the control unit 30. It includes a switch 60 connected to and the like, and is not limited to the configuration of FIG. 2. An impact detection device according to one embodiment may be a display device or a lighting device.
패널 구동부(40)는 제어부(30)에 의해 제어되고, 제어부(30)로부터 비디오 데이터를 공급받아 아날로그 처리하여 발광 패널(10)에 공급한다. 이에 따라, 발광 패널(10)은 픽셀 어레이를 통해 영상을 표시한다. The panel driver 40 is controlled by the control unit 30, receives video data from the control unit 30, processes it into analog, and supplies it to the light emitting panel 10. Accordingly, the light emitting panel 10 displays an image through a pixel array.
발광 패널(10)이 OLED 디스플레이 패널일 때, 픽셀 어레이를 구성하는 서브픽셀 각각은 OLED 소자와, OLED 소자를 독립적으로 구동하며 게이트 라인 및 데이터 라인과 접속된 픽셀 회로를 포함할 수 있다. 패널 구동부(40)는 픽셀 어레이의 게이트 라인들을 구동하는 게이트 구동부와, 픽셀 어레이의 데이터 라인들을 구동하는 데이터 구동부를 포함하여 구성될 수 있다.When the light emitting panel 10 is an OLED display panel, each subpixel constituting the pixel array may include an OLED element and a pixel circuit that independently drives the OLED element and is connected to a gate line and a data line. The panel driver 40 may include a gate driver that drives the gate lines of the pixel array and a data driver that drives the data lines of the pixel array.
한편, 발광 패널(10)이 OLED 조명 패널일 때, 패널 구동부(40)는 OLED 소자의 애노드 및 캐소드를 구동할 수 있다.Meanwhile, when the light emitting panel 10 is an OLED lighting panel, the panel driver 40 can drive the anode and cathode of the OLED device.
스피커 구동부(50)는 제어부(30)에 의해 제어되고, 제어부(30)로부터 오디오 데이터를 공급받아 아날로그 처리 및 증폭 처리하여 스위치(60)를 통해 압전 소자(20)에 구동 신호로 공급한다. 이에 따라, 압전 소자(20)는 발광 패널(10)과 함께 진동하여 음향을 발생시킨다.The speaker driver 50 is controlled by the controller 30, receives audio data from the controller 30, performs analog processing and amplification, and supplies it to the piezoelectric element 20 through the switch 60 as a driving signal. Accordingly, the piezoelectric element 20 vibrates together with the light emitting panel 10 to generate sound.
충격 감지부(70)는 제어부(30)에 의해 제어되고, 스위치(60)를 통해 압전 소자(20)의 출력을 모니터링하여 충격 발생을 감지한다. 압전 소자(20)는 스위치(60)를 통해 구동 신호가 인가되지 않는 구간에서, 외부 충격을 받으면 충격 강도에 비례하는 센싱 전압을 발생할 수 있고, 스위치(60)를 통해 충격 감지부(70)는 압전 소자(20)의 센싱 전압을 공급받을 수 있다. 충격 감지부(70)는 센싱 전압을 디지털 신호 처리하여 제어부(30)에 충격 감지 신호로 공급할 수 있다. The shock detection unit 70 is controlled by the control unit 30 and detects the occurrence of shock by monitoring the output of the piezoelectric element 20 through the switch 60. The piezoelectric element 20 can generate a sensing voltage proportional to the intensity of the impact when it receives an external shock in a section where a driving signal is not applied through the switch 60, and the shock detection unit 70 through the switch 60 The sensing voltage of the piezoelectric element 20 can be supplied. The shock detection unit 70 may process the sensing voltage into a digital signal and supply it to the control unit 30 as an impact detection signal.
제어부(30)는 장치 전반의 제어 동작을 수행한다. 예를 들면, 제어부(30)는 통신부(80)를 통해 콘텐츠를 공급받고, 콘텐츠를 비디오 데이터와 오디오 데이터로 분리한다. 제어부(30)는 비디오 데이터에 대한 신호 처리를 수행하고 신호 처리된 비디오 데이터를 패널 구동부(40)로 공급한다. 제어부(30)는 오디오 데이터에 대한 신호 처리를 수행하고 신호 처리된 오디오 데이터를 스피커 구동부(50)로 공급한다.The control unit 30 performs control operations for the overall device. For example, the control unit 30 receives content through the communication unit 80 and separates the content into video data and audio data. The control unit 30 performs signal processing on video data and supplies the signal-processed video data to the panel driver 40. The control unit 30 performs signal processing on audio data and supplies the signal-processed audio data to the speaker driver 50.
제어부(30)는 오디오 데이터를 출력하는 사운드 발생 기간에는 스위치(60)를 제어하여 스피커 구동부(50)와 압전 소자(20) 사이의 패스를 접속시키고, 사운드 발생 기간을 제외한 나머지 기간에는 충격 감지부(70)와 압전 소자(20) 사이의 패스를 접속시킨다.The control unit 30 controls the switch 60 to connect the path between the speaker driver 50 and the piezoelectric element 20 during the sound generation period for outputting audio data, and the shock detection unit during the remaining periods excluding the sound generation period. The path between (70) and the piezoelectric element (20) is connected.
제어부(30)는 충격 감지부(70)로부터 충격 감지 신호를 공급받으면 오디오 알람, 비디오 알람, 경보 메시지 알람 중 적어도 하나를 발생한다. 예를 들면, 제어부(30)는 오디오 알람 신호를 생성하여 스피커 구동부(50), 스위치(60) 및 패널 스피커(100)을 통해 알람 경보 신호를 출력할 수 있다. 제어부(30)는 비디오 알람 신호를 생성하여 패널 구동부(40), 발광 패널(10)을 통해 경보 영상을 표시할 수 있다. 제어부(30)는 통신망을 통해 사용자의 휴대폰으로 경보 메시지를 전송할 수 있다. 제어부(30)는 충격 감지 신호의 크기에 따라 충격 강도를 복수의 레벨로 구분할 수 있고, 충격 강도 레벨에 따라 다른 음압의 알람을 패널 스피커(100)를 통해 출력하거나, 통신부(80)를 통해 충격 강도 레벨을 포함하는 경보 메시지를 출력할 수 있다. 추가로, 제어부(30)는 알람 발생 후 해당 전자 장치의 안정성 확보를 위해 전원을 차단할 수 있다.When the control unit 30 receives a shock detection signal from the shock detection unit 70, it generates at least one of an audio alarm, a video alarm, and an alarm message alarm. For example, the control unit 30 may generate an audio alarm signal and output the alarm signal through the speaker driver 50, the switch 60, and the panel speaker 100. The control unit 30 can generate a video alarm signal and display an alarm image through the panel driver 40 and the light emitting panel 10. The control unit 30 can transmit an alert message to the user's mobile phone through a communication network. The control unit 30 can classify the impact intensity into a plurality of levels depending on the size of the impact detection signal, and outputs an alarm of different sound pressure according to the impact intensity level through the panel speaker 100, or outputs an alarm of different sound pressures through the communication unit 80. An alarm message including the intensity level can be output. Additionally, the control unit 30 may turn off the power to ensure the stability of the electronic device after an alarm occurs.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 패널 스피커를 이용한 충격 감지 장치의 동작 과정을 개략적으로 나타낸 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 감지 장치의 사운드 발생 동작을 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 감지 장치의 충격 감지 동작을 나타낸 도면이다.Figure 3 is a flowchart schematically showing the operation process of the shock detection device using a panel speaker according to an embodiment of the present invention, and Figure 4 is a diagram showing the sound generation operation of the shock detection device according to an embodiment of the present invention. , Figure 5 is a diagram showing the impact detection operation of the impact detection device according to an embodiment of the present invention.
도 3 및 도 4를 참조하면, 사운드 발생 기간일 때, 제어부(30)는 주변 인터페이스부나 통신부(80)를 통해 사운드 소스(sound source)를 수신하여 스피커 구동부(50) 및 스위치(60)를 통해 압전 소자(20)에 오디오 신호를 공급함으로써 압전 소자(20)가 구동하여 발광 패널(10)과 함께 진동하여 음향을 발생시킨다.Referring to FIGS. 3 and 4, during the sound generation period, the control unit 30 receives a sound source through the peripheral interface unit or communication unit 80 and transmits the sound source through the speaker driver 50 and the switch 60. By supplying an audio signal to the piezoelectric element 20, the piezoelectric element 20 is driven to vibrate together with the light emitting panel 10 to generate sound.
도 3 및 도 5를 참조하면, 제어부(30)는 오디오 출력이 오프되는 충격 감지 기간에서, 스위치(60)를 제어하여 압전 소자(20)와 충격 감지부(70)를 접속시킨다. 예를 들면, 충격 감지 기간은 패널 스피커(100)를 구동하지 않는 전원 오프 기간이거나 음소거 기간 등을 포함할 수 있다. 한편, 제어부(30)는 오디오 신호를 출력하는 사운드 발생 기간 중에도, 오디오 데이터의 중간중간에 무음(Null) 데이터를 삽입하여 출력하고, 그 무음 데이터 삽입 기간을 충격 감지 기간으로 이용할 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.Referring to Figures 3 and 5, the control unit 30 controls the switch 60 to connect the piezoelectric element 20 and the shock detection unit 70 during the shock detection period when the audio output is turned off. For example, the impact detection period may include a power-off period or a mute period during which the panel speaker 100 is not driven. Meanwhile, the control unit 30 can insert and output silence (null) data in the middle of the audio data even during the sound generation period during which the audio signal is output, and use the silence data insertion period as the shock detection period. A detailed explanation of this will be provided later.
충격 감지 기간 동안, 외부 충격이 발생하여 물리적인 힘(F)이 압전 소자(20)에 인가되면, 압전 소자(20)는 충격 강도에 비례하는 센싱 전압을 발생하여 스위치(60)를 통해 충격 감지부(70)로 출력한다. 충격 감지부(70)는 센싱 전압을 디지털 처리하여 제어부(30)에 충격 감지 신호를 출력하고, 제어부(30)는 충격 발생 알람을 발생한다. 제어부(30)는 알람 발생 후 필요에 따라 전원을 오프시킬 수 있으며, 이에 따라 외부 충격에 의해 디스플레이 장치 또는 조명 장치가 넘어지거나 낙하하여 파손되는 경우에도 합선으로 인한 화재 발생을 미연에 방지할 수 있다. During the shock detection period, when an external shock occurs and a physical force (F) is applied to the piezoelectric element 20, the piezoelectric element 20 generates a sensing voltage proportional to the intensity of the shock and detects the shock through the switch 60. Output as Boo (70). The shock detection unit 70 digitally processes the sensing voltage and outputs a shock detection signal to the control unit 30, and the control unit 30 generates a shock occurrence alarm. The control unit 30 can turn off the power as needed after an alarm occurs. Accordingly, even if the display device or lighting device falls or is damaged due to an external shock, a fire due to a short circuit can be prevented in advance. .
충격 감지부(70)는 제어부(30)에 의해 제어되고, 압전 소자(20)에서 외부 충격을 받아 발생된 센싱 전압을 스위치(60)를 통해 공급받아 충격 발생을 감지한다.The shock detection unit 70 is controlled by the control unit 30 and receives a sensing voltage generated by receiving an external shock from the piezoelectric element 20 through the switch 60 to detect the occurrence of shock.
제어부(30)는 충격 감지 신호의 크기에 따라 충격 강도를 복수의 레벨로 구분할 수 있고, 충격 강도 레벨에 따라 다른 음압의 알람을 패널 스피커(100)를 통해 출력하거나, 통신부(80)를 통해 충격 강도 레벨을 포함하는 경보 메시지를 출력할 수 있다. 추가로, 제어부(30)는 알람 발생 후 해당 전자 장치의 안정성 확보를 위해 전원을 차단할 수 있다.The control unit 30 can classify the impact intensity into a plurality of levels depending on the size of the impact detection signal, and outputs an alarm of different sound pressure according to the impact intensity level through the panel speaker 100, or outputs an alarm of different sound pressures through the communication unit 80. An alarm message including the intensity level can be output. Additionally, the control unit 30 may turn off the power to ensure the stability of the electronic device after an alarm occurs.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 소자의 센싱 전압과 충격 강도의 관계를 나타낸 그래프이다.Figure 6 is a graph showing the relationship between the sensing voltage and impact strength of a piezoelectric element according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 제어부(30)는 외부 충격에 의해 압전 소자(20)에서 발생된 센싱 전압을 충격 감지부(70)를 통해 디지털 신호로 공급받고, 센싱 전압의 크기 범위에 따라 충격 강도를 복수의 구간(1~6) 중 어느 하나로 결정할 수 있다. 제어부(30)는 결정된 충격 강도에 따라 알람이나 경보 메시지를 달리하여 출력할 수 있다.Referring to FIG. 6, the control unit 30 receives the sensing voltage generated by the piezoelectric element 20 due to an external impact as a digital signal through the impact detection unit 70, and adjusts the impact strength according to the size range of the sensing voltage. It can be decided on any one of multiple sections (1 to 6). The control unit 30 may output different alarms or warning messages depending on the determined impact intensity.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 사운드 발생 기간에 전송되는 오디오 신호 및 무음 신호를 예시한 파형도이다.Figure 7 is a waveform diagram illustrating an audio signal and a silent signal transmitted during a sound generation period according to an embodiment of the present invention.
도 7(A)는 기존의 오디오 데이터 및 오디오 신호를 예시한 것이고, 도 7(B)는 일 실시예에 따른 오디오 데이터 및 오디오 신호를 예시한 것으로, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다.FIG. 7(A) illustrates existing audio data and audio signals, and FIG. 7(B) illustrates audio data and audio signals according to an embodiment, which will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
도 7(A), (B)를 참조하면, 제어부(30)는 오디오 신호를 샘플링하여 디지털 신호로 변환된 오디오 데이터를 통신부(80)나 기타 인터페이스를 통해 공급받는다. 스피커 구동부(50)는 제어부(30)로부터 오디오 데이터를 공급받아 아날로그 오디오 신호로 변환하고 스위치(60)를 통해 오디오 신호를 출력하여 압전 소자(20)를 구동함으로써 패널 스피커(100)를 통해 음향을 발생시킨다. Referring to Figures 7 (A) and (B), the control unit 30 samples an audio signal and receives audio data converted into a digital signal through the communication unit 80 or other interface. The speaker driver 50 receives audio data from the control unit 30, converts it into an analog audio signal, and outputs the audio signal through the switch 60 to drive the piezoelectric element 20 to produce sound through the panel speaker 100. generates
도 7(B)를 참조하면, 일 실시예에 따른 제어부(20)는 오디오 데이터의 중간중간에 일부 오디오 데이터 대신 무음(Null) 데이터를 삽입하여 스피커 구동부(50)로 공급하고, 스피커 구동부(50)는 무음 데이터 기간에 압전 소자(20)를 구동하지 않고 무음 처리한다. 이 무음 기간에 제어부(20)는 압전 소자(20)와 충격 감지부(70)를 접속시키고 압전 소자(20)를 통해 충격 발생을 감지할 수 있다. Referring to FIG. 7(B), the control unit 20 according to one embodiment inserts null data instead of some audio data into the audio data and supplies it to the speaker driver 50. ) is silenced without driving the piezoelectric element 20 during the silent data period. During this silent period, the control unit 20 can connect the piezoelectric element 20 and the shock detection unit 70 and detect the occurrence of shock through the piezoelectric element 20.
무음(Null) 데이터는 일정 주기마다 오디오 데이터에 삽입될 수 있고, 사람이 무음 데이터를 인지하지 못할 정도로 짧은 기간에 삽입되므로 사람이 인지하는 음질에 영향을 주지 않는다. 사람의 귀는 오디오 신호의 레벨 크기보다 오디오 신호 변화량이 민감하고, Null data can be inserted into audio data at regular intervals, and is inserted for a short period of time so that humans cannot perceive the silent data, so it does not affect the sound quality perceived by humans. The human ear is more sensitive to changes in the audio signal than to the level size of the audio signal,
예를 들면, 무음(Null) 데이터는 1000ms를 기준으로 50ms 마다 20μs 정도의 기간에 오디오 데이터 대신 삽입되어 전송될 수 있으며, 여기서 20μs 정도의 시간은 사람이 충격할 수 있는 최소 시간을 의미한다. 따라서, 이 무음 기간에 압전 소자(20)를 통해 충격 발생을 센싱할 수 있다.For example, null data can be inserted and transmitted instead of audio data for a period of about 20 μs every 50 ms based on 1000 ms, where the time of about 20 μs means the minimum time that a person can be shocked. Therefore, the occurrence of an impact can be sensed through the piezoelectric element 20 during this silent period.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 사운드 소스의 주파수 분석 결과에 따른 동작 과정을 나타낸 도면이고, 도 2에 도시된 제어부(30)에 의해 수행된다.FIG. 8 is a diagram showing an operation process according to the results of frequency analysis of a sound source according to an embodiment of the present invention, and is performed by the control unit 30 shown in FIG. 2.
제어부(30)는 사운드 소스의 주파수를 분석하여 분석 결과에 따라 무음 데이터를 오디오 데이터에 선택적으로 삽입할 수 있다. The control unit 30 may analyze the frequency of the sound source and selectively insert silence data into the audio data according to the analysis result.
제어부(30)는 사운드 소스의 주파수를 분석하고(S802), 단일 주파수로 고정된 경우(S804; Y), 무음 데이터를 오디오 데이터에 삽입하지 않고 충격 감지 동작을 오프시킨다(S806). 이는 단일 고정 주파수의 오디오 데이터에 무음 데이터를 삽입하면 인지 가능성이 있기 때문이다.The control unit 30 analyzes the frequency of the sound source (S802), and if it is fixed to a single frequency (S804; Y), it does not insert silence data into the audio data and turns off the shock detection operation (S806). This is because inserting silence data into audio data at a single fixed frequency can result in recognition.
제어부(30)는 사운드 소스의 주파수가 단일 고정 주파수가 아닌 경우(S804; N) 전술한 바와 같이 오디오 데이터에 무음 데이터를 일정 주기로 삽입하고 충격 감지 동작을 유지한다(S808).If the frequency of the sound source is not a single fixed frequency (S804; N), the control unit 30 inserts silent data into the audio data at regular intervals as described above and maintains the shock detection operation (S808).
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 패널 스피커를 이용한 충격 감지 방법을 나타낸 순서도이고, 도 2에 도시된 제어부(30)에 의해 수행된다.FIG. 9 is a flowchart showing an impact detection method using a panel speaker according to an embodiment of the present invention, and is performed by the control unit 30 shown in FIG. 2.
제어부(30)는 사운드 재생 여부에 따라 제1 및 제2 충격 감지 모드 중 어느 하나로 동작할 수 있다. 제1 충격 감지 모드는 사운드 오프에 의해 압전 소자(20)가 음향을 발생하지 않는 경우에 동작하고, 제2 충격 감지 모드는 사운드 온에 의해 압전 소자(20)가 음향을 발생하는 구간에 동작할 수 있다. The control unit 30 may operate in one of the first and second impact detection modes depending on whether sound is played. The first impact detection mode operates when the piezoelectric element 20 does not generate sound due to the sound being turned off, and the second impact detection mode operates in a section where the piezoelectric element 20 generates sound due to the sound being turned on. You can.
먼저, 제어부(30)는 사운드 재생 여부를 판단하고(S902), 사운드 재생 중이 아닌 경우(S902; N), 제1 충격 감지 모드로 동작하여 스위치(60)를 통해 충격 감지부(70)를 압전 소자(20)에 접속시킨다(S904). 제어부(30)는 압전 소자(20) 및 충격 감지부(70)를 통해 충격이 감지되기 이전까지 전술한 S902 및 S904 단계를 반복한다.First, the control unit 30 determines whether the sound is being played (S902), and if the sound is not being played (S902; N), the control unit 30 operates in the first impact detection mode and applies the piezoelectric shock detection unit 70 through the switch 60. It is connected to the element 20 (S904). The control unit 30 repeats the steps S902 and S904 described above until the impact is detected through the piezoelectric element 20 and the impact detection unit 70.
디스플레이 장치 또는 조명 장치에 외부 충격이 인가되어 압전 소자(20)가 센싱 전압을 발생하고 충격 감지부(70)를 통해 충격이 감지되면(S906; Y), 알람을 발생하거나 통신을 통해 경보 메시지를 전송한다(S908). 제어부(30)는 알람 발생 후(S908), 전원을 오프시킬 수 있다.When an external shock is applied to the display device or lighting device, the piezoelectric element 20 generates a sensing voltage, and the shock is detected through the shock detection unit 70 (S906; Y), an alarm is generated or an alarm message is sent through communication. Transmit (S908). The control unit 30 may turn off the power after an alarm occurs (S908).
한편, 제어부(30)는 전술한 S902 단계의 판단에서 사운드 재생으로 판단되면(S902; Y), 제2 충격 감지 모드로 동작한다(S910).Meanwhile, if the control unit 30 determines that sound is reproduced in the above-described step S902 (S902; Y), it operates in the second impact detection mode (S910).
제어부(30)는 사운드 소스를 주파수 분석하여 단일 고정 주파수인지를 판단한다(S912).The control unit 30 analyzes the frequency of the sound source to determine whether it is a single fixed frequency (S912).
제어부(30)는 사운드 소스 주파수가 단일 고정 주파수인 경우(S912; Y), 제2 충격 감지 모드를 오프시키고(S914), 무음 데이터가 삽입되지 않은 오디오 데이터를 출력한다(S916). 이에 따라, 스피커 구동부(50), 스위치(60)를 통해 공급되는 오디오 신호에 따라 압전 소자(20)가 구동하여 발광 패널(10)을 통해 음향을 발생시킨다.When the sound source frequency is a single fixed frequency (S912; Y), the control unit 30 turns off the second shock detection mode (S914) and outputs audio data without inserted silence data (S916). Accordingly, the piezoelectric element 20 is driven according to the audio signal supplied through the speaker driver 50 and the switch 60 to generate sound through the light emitting panel 10.
한편, 제어부(30)는 사운드 소스 주파수가 단일 고정 주파수가 아닌 경우(S912; N), 오디오 데이터의 중간중간에 무음 데이터를 삽입하여 출력한다(S920). 이에 따라, 스피커 구동부(50), 스위치(60)를 통해 공급되는 오디오 신호에 따라 압전 소자(20)가 구동하여 발광 패널(10)을 통해 음향을 발생시킨다.Meanwhile, if the sound source frequency is not a single fixed frequency (S912; N), the control unit 30 inserts silence data into the middle of the audio data and outputs it (S920). Accordingly, the piezoelectric element 20 is driven according to the audio signal supplied through the speaker driver 50 and the switch 60 to generate sound through the light emitting panel 10.
제어부(30)는 무음 데이터가 삽입된 무음 기간에서, 압전 소자(20) 및 충격 감지부(70)를 통해 충격이 감지되면(S922; Y), 알람을 발생하거나 통신을 통해 경보 메시지를 전송한다(S924). 제어부(30)는 알람 발생 후(S908), 전원을 오프시킬 수 있다.When a shock is detected through the piezoelectric element 20 and the shock detection unit 70 (S922; Y) during the silence period in which silence data is inserted, the control unit 30 generates an alarm or transmits an alarm message through communication. (S924). The control unit 30 may turn off the power after an alarm occurs (S908).
제어부(30)는 무음 데이터가 삽입된 무음 기간에서, 충격이 감지되지 않으면(S922; N) 전술한 S902 단계로 리턴한다. If no shock is detected (S922; N) during the silence period in which the silence data is inserted, the control unit 30 returns to the above-described step S902.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예는 디스플레이 패널 또는 조명 패널과 같은 발광 패널을 진동 부품으로 이용하는 패널 스피커를 통해 외부 충격을 감지함으로써 별도 부품의 충격 센서가 필요하지 않으므로 발광 패널 및 그를 포함하는 전자 장치의 부품 수 및 제조 비용을 저감할 수 있다.As such, an embodiment of the present invention detects external shock through a panel speaker that uses a light-emitting panel such as a display panel or a lighting panel as a vibrating component, thereby eliminating the need for a shock sensor as a separate component, and thus the light-emitting panel and the electronic device including the same. The number of parts and manufacturing costs can be reduced.
본 발명의 일 실시예는 패널 스피커를 통해 외부 충격을 감지하는 즉시 알람을 발생하여 패널 스피커, 디스플레이 패널, 통신망 중 적어도 하나를 통해 경보음, 경보 메시지 등을 출력할 수 있고, 충격 강도에 따라 알람 강도를 다르게 발생할 수 있다. 이에 따라, 일 실시예는 발광 패널 및 그를 포함하는 전자 장치가 외부 충격을 받은 즉시 알람하여 해당 전자 장치가 넘어지거나 낙하하기 이전에 해당 전자 장치를 보호하여 제품 파손을 줄일 수 있거나, 위험한 해당 장소에서 사람들이 대피할 수 있게 하여 안전 신뢰성 및 제품 가치를 높일 수 있다.One embodiment of the present invention generates an alarm as soon as an external impact is detected through the panel speaker, and outputs an alarm sound, an alarm message, etc. through at least one of the panel speaker, display panel, and communication network, and alarms according to the intensity of the impact. The intensity may vary. Accordingly, in one embodiment, the light emitting panel and the electronic device including the same alarm immediately when an external shock is received, thereby protecting the electronic device before it falls or falls, thereby reducing product damage, or in a dangerous location. By allowing people to evacuate, safety reliability and product value can be increased.
본 발명의 일 실시예는 진도 높은 지진 발생 즉시 패널 스피커를 통해 충격을 감지하여 알람을 발생함으로써 외부 지진 경보 시스템보다 빠르게 지진 발생을 사람들에게 알려줄 수 있으므로 안전 신뢰성 및 제품 가치를 높일 수 있다.One embodiment of the present invention detects an impact through a panel speaker and generates an alarm as soon as a high-intensity earthquake occurs, thereby notifying people of the occurrence of an earthquake faster than an external earthquake warning system, thereby increasing safety reliability and product value.
나아가, 본 발명의 일 실시예는 외부 충격에 의한 알람 발생 후 필요시 전원을 차단함으로써 구동 중인 발광 패널 및 그를 이용한 전자 장치가 넘어지거나 낙하하여 파손되는 경우 합선 등으로 인한 화재 발생을 차단할 수 있다. Furthermore, an embodiment of the present invention can block the occurrence of fire due to a short circuit, etc. when a running light emitting panel and an electronic device using the same are damaged by falling or falling by turning off the power when necessary after an alarm occurs due to an external impact.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.Through the above-described content, those skilled in the art will be able to see that various changes and modifications can be made without departing from the technical idea of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to what is described in the detailed description of the specification, but should be defined by the scope of the patent claims.
100: 패널 스피커 10: 발광 패널
20: 압전 소자 30: 제어부
40: 패널 구동부 50: 스피커 구동부
60: 스위치 70: 충격 감지부
80: 통신부100: panel speaker 10: light emitting panel
20: Piezoelectric element 30: Control unit
40: Panel driving unit 50: Speaker driving unit
60: switch 70: shock detection unit
80: Department of Communications
Claims (13)
상기 발광 패널을 구동하는 패널 구동부;
상기 압전 소자를 구동하는 스피커 구동부;
상기 패널 구동부 및 스피커 구동부를 제어하는 제어부;
상기 압전 소자의 출력을 모니터링하여 충격 발생을 감지하고 충격 감지 신호를 상기 제어부로 출력하는 충격 감지부; 및
상기 스피커 구동부와 상기 압전 소자 사이의 입력 경로와, 상기 압전 소자와 상기 충격 감지부 사이의 출력 경로를 상기 제어부의 제어에 의해 선택적으로 스위칭하는 스위치를 포함하고,
상기 제어부는
상기 충격 발생에 따른 알람 발생 후, 전원을 차단하는, 패널 스피커를 이용한 충격 감지 장치.A panel speaker including a light emitting panel and a piezoelectric element attached to the light emitting panel and vibrating with the light emitting panel according to a driving signal to generate sound through the light emitting panel;
a panel driver that drives the light emitting panel;
a speaker driver that drives the piezoelectric element;
a control unit that controls the panel driver and the speaker driver;
a shock detection unit that monitors the output of the piezoelectric element to detect the occurrence of shock and outputs a shock detection signal to the control unit; and
A switch for selectively switching an input path between the speaker driver and the piezoelectric element and an output path between the piezoelectric element and the impact detection unit under the control of the control unit,
The control unit
A shock detection device using a panel speaker that turns off the power after an alarm occurs due to the shock.
상기 제어부는
상기 스위치를 상기 스피커 구동부의 구동 신호를 상기 압전 소자에 공급하는 사운드 발생 기간과, 상기 압전 소자의 출력을 상기 충격 감지부에 공급하는 충격 감지 기간으로 시분할 구동하는, 패널 스피커를 이용한 충격 감지 장치.In claim 1,
The control unit
A shock detection device using a panel speaker, wherein the switch is time-divided into a sound generation period in which the drive signal of the speaker driver is supplied to the piezoelectric element and a shock detection period in which the output of the piezoelectric element is supplied to the shock detection unit.
상기 제어부는
상기 사운드 발생 기간에서, 오디오 데이터와 그 오디오 데이터의 일부에 삽입된 무음 데이터를 상기 패널 스피커로 출력하고,
상기 무음 데이터를 출력하는 무음 기간에서, 상기 스위치가 상기 압전 소자와 상기 충격 감지부 사이의 출력 경로를 구성하도록 제어하여 충격 감지 동작을 수행하는, 패널 스피커를 이용한 충격 감지 장치.In claim 2,
The control unit
In the sound generation period, audio data and silence data inserted in a part of the audio data are output to the panel speaker,
A shock detection device using a panel speaker that performs a shock detection operation by controlling the switch to configure an output path between the piezoelectric element and the shock detection unit in a silent period for outputting the silence data.
상기 제어부는
상기 사운드 발생 기간에서, 상기 오디오 데이터에 대한 주파수를 분석하여 단일 고정 주파수인 경우 상기 무음 데이터를 상기 오디오 데이터에 삽입하지 않고 상기 충격 감지 동작을 오프하는, 패널 스피커를 이용한 충격 감지 장치.In claim 3,
The control unit
In the sound generation period, a shock detection device using a panel speaker analyzes the frequency of the audio data and, if it is a single fixed frequency, turns off the shock detection operation without inserting the silence data into the audio data.
상기 제어부는
상기 충격 감지부로부터 충격 감지 신호를 공급받으면,
상기 패널 스피커를 이용한 오디오 알람과, 상기 발광 패널을 이용한 비디오 알람과, 상기 제어부와 접속된 통신부를 통한 경보 메시지 알람 중 적어도 하나를 통해 상기 충격 발생을 출력하는, 패널 스피커를 이용한 충격 감지 장치.In claim 1,
The control unit
When a shock detection signal is received from the shock detection unit,
A shock detection device using a panel speaker that outputs the occurrence of the shock through at least one of an audio alarm using the panel speaker, a video alarm using the light-emitting panel, and an alarm message alarm through a communication unit connected to the control unit.
상기 충격 감지부는 상기 압전 소자로부터 출력되는 센싱 전압을 디지털 처리하여 상기 충격 감지 신호로 상기 제어부에 공급하고,
상기 제어부는 상기 충격 감지 신호의 레벨을 따라 충격 강도가 다른 알람을 발생하는, 패널 스피커를 이용한 충격 감지 장치.The method of claim 5,
The shock detection unit digitally processes the sensing voltage output from the piezoelectric element and supplies it to the control unit as the shock detection signal,
A shock detection device using a panel speaker, wherein the control unit generates an alarm with different shock intensity depending on the level of the shock detection signal.
상기 발광 패널은 유기 발광 다이오드를 이용한 디스플레이 패널 또는 조명 패널인, 패널 스피커를 이용한 충격 감지 장치.In claim 1,
An impact detection device using a panel speaker, wherein the light emitting panel is a display panel or lighting panel using organic light emitting diodes.
오디오 데이터가 입력될 때, 상기 압전 소자에 그 오디오 데이터에 대응하는 구동 신호를 공급하여, 상기 압전 소자가 상기 발광 패널과 함께 진동함으로써 상기 발광 패널을 통해 음향을 발생시키는 사운드 발생 단계;
상기 오디오 데이터가 입력되지 않을 때, 상기 압전 소자의 출력을 모니터링하여 충격 발생을 감지하는 충격 감지 단계;
상기 충격 발생이 감지되면 상기 패널 스피커를 이용한 오디오 알람과, 상기 발광 패널을 이용한 비디오 알람과, 통신부를 통한 경보 메시지 알람 중 적어도 하나를 통해 상기 충격 발생을 출력하는 알람 단계; 및
상기 충격 발생에 따른 알람 발생 후, 전원을 차단하는 단계를 포함하는, 패널 스피커를 이용한 충격 감지 방법.In the shock detection method using a panel speaker according to claim 1,
When audio data is input, a sound generation step of supplying a drive signal corresponding to the audio data to the piezoelectric element, causing the piezoelectric element to vibrate together with the light emitting panel to generate sound through the light emitting panel;
A shock detection step of detecting the occurrence of shock by monitoring the output of the piezoelectric element when the audio data is not input;
An alarm step of outputting the occurrence of the shock through at least one of an audio alarm using the panel speaker, a video alarm using the light emitting panel, and an alarm message alarm through a communication unit when the occurrence of the shock is detected; and
A shock detection method using a panel speaker, including the step of turning off the power after generating an alarm according to the shock occurrence.
상기 사운드 발생 단계는
상기 오디오 데이터와 그 오디오 데이터의 일부에 삽입된 무음 데이터를 출력하는 단계, 및
상기 무음 데이터를 출력하는 무음 기간에서, 상기 압전 소자의 출력을 모니터링하여 상기 충격 발생을 감지하는 단계를 포함하는, 패널 스피커를 이용한 충격 감지 방법.In claim 9,
The sound generation step is
outputting the audio data and silence data inserted into a portion of the audio data; and
A shock detection method using a panel speaker, comprising the step of detecting the occurrence of the shock by monitoring the output of the piezoelectric element during the silence period during which the silence data is output.
상기 사운드 발생 단계는
상기 오디오 데이터에 대한 주파수를 분석하여 단일 고정 주파수인 경우, 상기 무음 데이터를 상기 오디오 데이터에 삽입하지 않고 상기 충격 발생을 감지하는 단계를 오프하는, 패널 스피커를 이용한 충격 감지 방법.In claim 10,
The sound generation step is
A shock detection method using a panel speaker, wherein the frequency of the audio data is analyzed and, if it is a single fixed frequency, the step of detecting the shock occurrence is turned off without inserting the silence data into the audio data.
상기 알람 발생 단계는
상기 압전 소자로부터 출력되는 센싱 전압의 레벨에 따라 충격 강도가 다른 알람을 발생하는, 패널 스피커를 이용한 충격 감지 방법.In claim 10,
The alarm generation step is
A shock detection method using a panel speaker that generates an alarm with different shock intensity depending on the level of the sensing voltage output from the piezoelectric element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180114992A KR102648418B1 (en) | 2018-09-27 | 2018-09-27 | Impact sensing device and method using panel speaker |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180114992A KR102648418B1 (en) | 2018-09-27 | 2018-09-27 | Impact sensing device and method using panel speaker |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20200035645A KR20200035645A (en) | 2020-04-06 |
KR102648418B1 true KR102648418B1 (en) | 2024-03-18 |
Family
ID=70282152
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020180114992A Active KR102648418B1 (en) | 2018-09-27 | 2018-09-27 | Impact sensing device and method using panel speaker |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102648418B1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102657613B1 (en) * | 2022-01-06 | 2024-05-09 | 포커스미디어코리아 주식회사 | Apparatus for sensing abnormality of display device and method for operating the same |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101890761B1 (en) * | 2018-03-08 | 2018-08-22 | 범진시엔엘 주식회사 | Display Panel Speaker |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10132590A1 (en) * | 2001-07-05 | 2003-01-16 | Siemens Ag | Electronic device |
KR102116107B1 (en) * | 2013-12-30 | 2020-05-28 | 삼성디스플레이 주식회사 | Display device |
-
2018
- 2018-09-27 KR KR1020180114992A patent/KR102648418B1/en active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101890761B1 (en) * | 2018-03-08 | 2018-08-22 | 범진시엔엘 주식회사 | Display Panel Speaker |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20200035645A (en) | 2020-04-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101573597B1 (en) | Apparatus for detecting and alarming fire | |
KR102648418B1 (en) | Impact sensing device and method using panel speaker | |
KR20110054396A (en) | Shutter glasses for stereoscopic images, display system including the same and control method thereof | |
KR101285846B1 (en) | Image and phonetics perception device of fire | |
CA2755695C (en) | Supervisory method and apparatus for audio input path | |
US8547235B2 (en) | Security device and security system determining if the user can hear an audible alarm | |
TW200727237A (en) | Display panel control circuit and display device | |
JP3113946U (en) | Alarm system and temporal alarm voltage generator | |
KR20100037470A (en) | Monitoring system using infrared ray and method thereof | |
JP2007164474A (en) | Intrusion warning system | |
JP3864972B2 (en) | Intercom system | |
US6472980B1 (en) | Device with built-in signal discrimination and output synchronization circuits | |
KR20120045246A (en) | Image and phonetics perception device of fire | |
JP3823934B2 (en) | Sensor-sensitive intercom system | |
JP2006221405A (en) | Alarm system | |
KR101614206B1 (en) | Flash and service system using the flash | |
US20090219162A1 (en) | Speaker Circuit Resident Notification Appliances | |
WO2024203693A1 (en) | Display system | |
GB2299886A (en) | Alarm system | |
JP2004140623A (en) | System and method for information processing, information processing apparatus, recording medium, and program | |
JP2003248456A (en) | Plasma display panel driving module | |
JP2005107696A (en) | Security system | |
KR200336567Y1 (en) | Alarm system for preventing crime | |
JP2806720B2 (en) | Optical transmission equipment | |
JP4277760B2 (en) | Buzzer sounding device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20180927 |
|
PG1501 | Laying open of application | ||
A201 | Request for examination | ||
PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20210901 Comment text: Request for Examination of Application Patent event code: PA02011R01I Patent event date: 20180927 Comment text: Patent Application |
|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20230822 Patent event code: PE09021S01D |
|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20240222 |
|
GRNT | Written decision to grant | ||
PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20240312 Patent event code: PR07011E01D |
|
PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20240313 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
PG1601 | Publication of registration |