KR20130136314A - Touch panel apparatus - Google Patents

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KR20130136314A
KR20130136314A KR1020120060022A KR20120060022A KR20130136314A KR 20130136314 A KR20130136314 A KR 20130136314A KR 1020120060022 A KR1020120060022 A KR 1020120060022A KR 20120060022 A KR20120060022 A KR 20120060022A KR 20130136314 A KR20130136314 A KR 20130136314A
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touch
touch panel
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light emitting
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이현오
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(주)더게이트테크놀러지스
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Abstract

The present invention relates to a touch panel device including a user interface with various input display functions and extracting accurate coordinates of a touch point. The touch panel device is capable of determining a touch in a dead zone while removing shading and ghost to accurately extract coordinates of the touch point, accurately dividing a point actually touched during multi touch for touching two or more points, adjusting a font size displayed on a screen depending on a pressing degree of a touch pen while preventing a cursive phenomenon of letter writing by using a touch pen including a haptic function, and being used for a penal having a medium and large size for writing or using a pen by enabling wire or wireless communication between the touch pen and the touch panel. [Reference numerals] (AA,CC) Light emitting;(BB,DD) Light receiving

Description

터치 패널 장치{touch panel apparatus}Touch panel apparatus

본 발명은 터치 인식 기술에 관한 것으로서, 구체적으로는 터치점의 정확한 좌표를 추출하도록 해주며, 다양한 입력 표시 기능의 사용자 인터페이스를 구비하는 터치 패널 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a touch recognition technology, and more particularly, to a touch panel device which extracts accurate coordinates of a touch point and has a user interface having various input display functions.

터치 패널은 CRT나 LCD 등과 같은 각종 디스플레이를 이용하는 정보통신기기와 사용자 간의 인터페이스를 구성하는 입력 기기 중 하나로써, 일반적으로 터치 모듈로 구현된 디스플레이 상에 부착된다.The touch panel is one of input devices configuring an interface between a user and an information communication device using various displays such as a CRT or an LCD, and is generally attached to a display implemented as a touch module.

터치 패널은 손가락이나 펜으로 터치한 터치 물체와 접촉되는 터치 화면부에서 하드웨어적으로 구성된 디스플레이 소자가 전기적인 특성이 변해 터치 위치를 감지하는 유저 인터페이스(UI)의 하나이다.The touch panel is one of a user interface (UI) in which a display element configured in hardware in a touch screen unit contacting a touch object touched by a finger or a pen detects a touch position due to a change in electrical characteristics.

터치 패널의 구현 방식으로는 정전용량 방식, 적외선 매트릭스 방식, 카메라 방식 및 저항막 방식 등이 있다. Implementation methods of the touch panel include a capacitive method, an infrared matrix method, a camera method and a resistive film method.

정전용량 방식은 사람의 몸에서 발생하는 정전기를 감지해서 구동하는 방식으로 내구성이 강하고 투과율이 좋으며, 주로 산업용이나 카지노 게임기 등에 사용되나 최근 휴대폰에 채택되고 있다.The capacitive method is a method of sensing and driving static electricity generated by a human body, which is durable and has good transmittance, and is mainly used for industrial or casino game machines, but has recently been adopted in mobile phones.

적외선 매트릭스 방식은 패널의 상하좌우로 감겨진 아주 촘촘한 바둑판 모양의 적외선이 흐를 수 있도록 적외선 방사장치와 감지장치의 어레이 구조를 이룬다. 이때 패널의 특정부분에 물체가 접촉하게 되면, 그곳에 흐르는 적외선이 차단되기 때문에 이를 인지하여 접촉한 물체의 위치정보를 알아낸다.Infrared matrix type forms an array structure of infrared radiator and sensing device so that very dense checkerboard infrared coils rolled up, down, left and right of the panel can flow. At this time, when an object comes into contact with a specific part of the panel, infrared rays flowing there are blocked so that the location information of the contacted object is found by recognizing it.

카메라 방식은 화면의 모서리에 장착되어 있는 카메라(적외선 LED가 장착되고 이미지 센서를 포함)가 화면의 전면을 관찰하면서 화면에 접촉되는 물체를 확인하여 물체의 위치정보를 알아낸다. 일반적으로 2개 이상의 카메라를 쓰며, 2개의 위치각도정보를 조합하여 물체의 위치정보를 알아낸다.In camera method, the camera (infrared LED mounted and image sensor) mounted on the edge of the screen observes the front of the screen and checks the position of the object by checking the object touching the screen. In general, two or more cameras are used, and the location information of the object is determined by combining two location angle information.

저항막 방식은 투명 전도막을 형성하는 2장의 기판을 맞대서 손이나 펜에 의해 눌려진 부분을 투명 전도막의 전기적인 접촉에 의해 위치를 검출하는 방식이다.The resistive film method is a method of detecting a position of a portion pressed by a hand or a pen by contacting two substrates forming a transparent conductive film by electrical contact of the transparent conductive film.

저항막 방식의 해상도는 저항패턴의 가로 및 세로 열의 개수로 나타나고, 적외선 방식은 적외선 방사 및 수신을 위해 사용되는 송수신 소자의 개수에 의해 결정되고, 카메라 방식은 카메라에 사용되는 이미지센서의 해상도에 의해 좌우된다.The resolution of the resistive film type is represented by the number of horizontal and vertical columns of the resistance pattern, the infrared light is determined by the number of transmitting and receiving elements used for infrared radiation and reception, and the camera type is determined by the resolution of the image sensor used in the camera. Depends.

도 1은 종래 기술에 따른 카메라 방식의 터치 패널 인식 기술을 설명하기 위한 예시도로써, 종래 기술에서는 2개 이상의 포인트를 동시에 터치하는 멀티 터치가 발생하는 경우에, 오동작되거나 미리 설정된 멀티 터치용 콘텐츠에 의해 하나의 터치를 선택하게 됨에 따라, 다음과 같은 문제가 발생한다.1 is an exemplary view for explaining a camera-type touch panel recognition technology according to the prior art. In the prior art, when a multi-touch in which two or more points are touched simultaneously occurs, FIG. As one touch is selected, the following problem occurs.

첫째, 터치 패널에 터치 포인트의 개수가 2개 이상이면 고스트(ghost)가 발생하는데, 그 고스트들이 터치 물체로 오인식되는 경우가 있다. 여기서 고스트가 발생하는 이유는 터치 포인트가 하나 이상일 경우 센서로부터 터치 포인트의 각도만을 받아와 처리하기 때문에, 두 지점의 트랙킹 정보 없이 터치가 동시에 발생하면, 각 터치의 각도 페어를 알 수 없어 실제 터치가 일어나지 않은 고스트가 발생한다.First, when the number of touch points in the touch panel is two or more, ghosts are generated, and the ghosts are sometimes mistaken as a touch object. The reason for the ghost is that if more than one touch point is received and processed only the angle of the touch point from the sensor, if the touch occurs simultaneously without tracking information of two points, the angle pair of each touch can not know the actual touch Ghosts that do not occur occur.

둘째, 터치 패널의 상단과 하단에 터치 좌표를 판별하지 못하는 데드존이 발생하는데, 상단은 이미지 센서의 바로 앞부분 영역과 가운데 영역이 데드존(Dead Zone)이 된다. 이때 이미지 센서의 바로 앞부분 영역은 이미지 센서가 너무 근접하여 촬영하기 때문에 상이 희미하게 캡쳐(Capture)되어 제대로 판단할 수 없어서 데드존이 되며, 상단의 가운데 영역은 이미지 센서의 시야 확보가 어렵기 때문에 데드존이 된다. 또한, 하단은 이미지 센서에 부착된 적외선 LED의 빛이 약하게 도달하기 때문에 패널의 크기가 커질수록 패널의 하단측으로 빛이 도달하기 어렵기에 데드존이 된다.Second, dead zones that cannot determine touch coordinates are generated at the top and bottom of the touch panel. The top zone and the center zone of the top panel become dead zones. At this time, the area in front of the image sensor is dead zone because the image is captured so closely that the image is captured so it can't be judged properly. John becomes In addition, since the light of the infrared LED attached to the image sensor is weakly reached at the bottom of the panel, the larger the size of the panel, the more difficult it is to reach the bottom of the panel.

결국 이러한 데드존과 고스트의 발생으로 인해 종래에는 터치 패널에서 터치가 정확하게 인식되지 못하는 문제가 많았다.As a result, due to the occurrence of such dead zones and ghosts, there have been many problems in that the touch is not accurately recognized in the touch panel.

한편, 일반적인 터치 패널에 사용되는 터치 펜에는 IR을 장착하여 사용하거나 카메라와 IR을 같이 장착하고 프레임에 반사쉬트를 붙여서 사용하거나 IR 확산바를 사용한다. 이러한 종래의 카메라 방식을 채용한 터치 패널에서, 터치 패널 위에서 글씨나 그림을 그릴 수 있는 터치 펜은 사용자가 일정하게 선을 천천히 긋지 않는 한 도 2에 도시된 바와 같이 판서의 글씨에 흘림 현상이 발생하는 문제점이 있다. 이로 인해 정확하게 글씨를 나타내는데 어려운 문제점이 있었다.Meanwhile, a touch pen used in a general touch panel may be equipped with an IR, a camera and an IR, and a reflection sheet may be attached to the frame, or an IR diffusion bar may be used. In a touch panel employing such a conventional camera method, a touch pen capable of drawing a letter or a picture on the touch panel may have a bleeding effect on writing of a writing as shown in FIG. 2 unless the user draws a line constantly. There is a problem. Because of this, there was a difficult problem in accurately displaying the text.

또한 종래의 터치 펜의 문제점은 USB 케이블을 사용하여 유선으로 연결하여 사용하기 때문에, 패널의 크기가 중·대형의 크기인 경우에는 사용하지 못하고 소형 패널에서만 사용이 가능하다는 제약이 있었다.In addition, the problem with the conventional touch pen is that the connection using a wired cable using a USB cable, there is a limitation that can not be used when the size of the panel is medium and large size can be used only in a small panel.

본 발명의 목적은 상기한 점들을 감안하여 안출한 것으로써, 특히 터치점의 좌표를 보다 정확히 추출할 수 있도록 고스트(Ghost)와 쉐이딩(Shading)을 제거하면서 데드존의 터치 판별이 가능하도록 해주는 터치 패널 장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention has been made in view of the above points, in particular, the touch to enable the dead zone touch discrimination while removing the ghost and shading to more accurately extract the coordinates of the touch point The present invention provides a panel device.

본 발명의 다른 목적은, 2개 이상의 포인트를 동시에 터치하는 멀티 터치시, 실제로 터치된 포인트를 정확하게 구분하게 해주는 터치 패널 장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a touch panel device for accurately distinguishing a point actually touched when multi-touching two or more points simultaneously.

본 발명의 또다른 목적은, 햅틱 기능을 갖는 터치 펜을 이용하여 글씨 쓰기의 흘림 현상을 방지하면서도 터치 펜의 눌림 정도에 따라 화면에 표시되는 글씨 굵기를 조절하도록 해주는 터치 패널 장치를 제공하는 데 있다.Still another object of the present invention is to provide a touch panel device that adjusts the thickness of text displayed on a screen according to the amount of pressing of the pen while preventing a spill of writing by using a touch pen having a haptic function. .

본 발명의 또다른 목적은, 터치 펜과 터치 패널 간에 유선 또는 무선 통신이 가능하도록 하여 터치 펜의 이용 및 판서 시에 패널의 크기가 중·대형인 경우에도 사용할 수 있도록 해주는 터치 패널 장치를 제공하는 데 있다.Still another object of the present invention is to provide a touch panel device that enables wired or wireless communication between the touch pen and the touch panel so that the touch pen can be used even when the size of the panel is medium or large when using and writing the touch pen. There is.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치 패널 장치의 특징은, 터치 패널 상의 터치 시에 그에 해당하는 터치 인식 이미지를 획득하도록, 상기 터치 패널의 상단 모서리의 양측에 구비되는 제1, 제2 이미지 센서; 상기 터치 패널의 상단측으로 빛을 발광하도록, 상기 터치 패널의 일측면에 구비되는 발광 다이오드소자; 상기 발광 다이오드소자에서 발광된 빛을 수광하도록, 상기 발광 소자의 대향면에 배치되는 수광 다이오드소자; 상기 데드존에서 빛을 발광하고 수광하면서 상기 터치 패널 상의 데드존에서의 터치를 인식하도록, 상기 데드존에 대응하는 터치 패널의 상단과 하단에 가로방향으로 배치되는 수광 및 발광 다이오드부; 상기 수광 및 발광 다이오드부가 구비되는 상기 터치 패널의 측면에 길이방향으로 상기 제1, 제2 이미지 센서에 의해 방사되는 적외선을 반사시키는 재귀 반사쉬트; 상기 제1, 제2 이미지 센서에 의해 획득된 상기 터치 인식 이미지를 삼각 측량법이 적용된 입사각 연산 알고리즘에 사용하여 터치 점의 제1 좌표정보를 추출하고, 상기 발광 다이오드소자와 상기 수광 다이오드소자와 상기 수광 및 발광 다이오드부를 통해 터치 점의 제2 좌표정보를 추출하고, 상기 제1 좌표정보와 상기 제2 좌표정보를 비교하여 그 비교결과에 따라 터치 점 또는 고스트를 인식하는 메인 컨트롤러; 그리고 상기 터치 패널로의 입력 표시 기능을 수행하기 위한 사용자 인터페이스로써 터치 펜을 구비하는 것이다.Features of the touch panel device according to the present invention for achieving the above objects, the first and second are provided on both sides of the upper edge of the touch panel to obtain a touch recognition image corresponding to the touch on the touch panel An image sensor; A light emitting diode device provided on one side of the touch panel to emit light toward an upper side of the touch panel; A light receiving diode element disposed on an opposite surface of the light emitting element so as to receive the light emitted from the light emitting diode element; A light receiving and light emitting diode unit disposed horizontally at upper and lower ends of the touch panel corresponding to the dead zone so as to recognize light in the dead zone on the touch panel while emitting and receiving light from the dead zone; A retroreflective sheet reflecting infrared rays emitted by the first and second image sensors in a longitudinal direction on a side of the touch panel including the light receiving and light emitting diode units; The first coordinate information of the touch point is extracted by using the touch recognition image acquired by the first and second image sensors in an incident angle calculation algorithm to which triangulation is applied, and the light emitting diode device, the light receiving diode device, and the light receiving device are extracted. And a main controller extracting second coordinate information of the touch point through the light emitting diode unit, comparing the first coordinate information with the second coordinate information, and recognizing the touch point or ghost according to the comparison result. A touch pen is provided as a user interface for performing an input display function on the touch panel.

바람직하게, 상기 터치 패널에 광 터치 모듈을 더 구비할 수 있다.Preferably, the touch panel may further include an optical touch module.

바람직하게, 상기 터치 펜은 상기 터치 패널에 맞닿게 배치되며, 엘이디(LED)로 이루어져 직진성 빛을 방사하는 터치인식부; 상기 터치인식부에 가해지는 압력을 감지하는 압력센서; 상기 터치 펜의 움직임, 기울임 및 위치를 감지하는 모션센서; 상기 터치 패널에 글씨를 쓰거나 그림을 그릴 때 진동을 발생하는 진동부; 상기 모션센서에 의해 감지된 움직임, 기울임 및 위치를 인식하여 움직임 정보, 기울임 정보 및 위치 정보를 처리하고, 상기 압력센서에 의해 감지된 압력에 대응하는 강도 정보를 처리하여 상기 터치 펜의 터치 기능을 처리하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어에 따라 상기 강도 정보, 상기 움직임 정보, 상기 기울임 정보 및 상기 위치 정보를 유선 또는 무선통신방식으로 상기 터치 패널로 상호 통신하는 통신 모듈을 구비할 수 있다. 여기서, 상기 제어부는 상기 모션센서에 의해 감지되는 상기 터치 펜의 기울임이 터치 좌표를 정확하게 인식할 수 없는 특정 각도이면, 상기 터치 펜의 터치 좌표(위치)를 보정하도록 그에 대한 정보를 상기 터치 패널로 전송할 수 있다.Preferably, the touch pen is disposed in contact with the touch panel, the touch recognition unit for emitting a straight light made of an LED (LED); A pressure sensor for sensing a pressure applied to the touch recognition unit; A motion sensor that detects movement, tilt and position of the touch pen; Vibration unit for generating a vibration when writing or drawing on the touch panel; Recognize the motion, tilt and position detected by the motion sensor to process the motion information, tilt information and position information, and process the intensity information corresponding to the pressure detected by the pressure sensor to improve the touch function of the touch pen. A control unit for processing; And a communication module configured to mutually communicate the strength information, the motion information, the tilt information, and the location information to the touch panel by a wired or wireless communication method under the control of the controller. Here, when the tilt of the touch pen detected by the motion sensor is a specific angle at which the touch coordinates cannot be accurately recognized, the controller transmits information about the touch pen to the touch panel so as to correct touch coordinates (positions) of the touch pen. Can transmit

바람직하게, 상기 발광 다이오드소자는 2개 이상의 다이오드소자가 하나로 통합된 구조이며, 상기 2개 중 하나는 좌우 측면에 위치하여 빛을 넓게 방사하고, 상기 2개 중 다른 하나는 상기 좌우 측면에 구비되는 하나의 다이오드 사이에 위치하여 빛을 직광으로 방사할 수 있다.Preferably, the light emitting diode device is a structure in which two or more diode devices are integrated into one, one of the two is located on the left and right side to emit light widely, the other one of the two is provided on the left and right side Located between one diode, it can emit light in direct sunlight.

바람직하게, 상기 메인 컨트롤러는 상기 데드존에서 터치 발생시, 상기 발광 다이오드소자와 상기 수광 다이오드소자를 통해 y축 좌표를 추출하고, 상기 수광 및 발광 다이오드부를 통해 x축 좌표를 추출하여 상기 데드존에서의 터치 포인트를 인식할 수 있다.Preferably, when the touch occurs in the dead zone, the main controller extracts y-axis coordinates through the light emitting diode elements and the light-receiving diode elements, and extracts x-axis coordinates through the light receiving and light emitting diode units in the dead zone. The touch point can be recognized.

본 발명에 따르면, 고스트(Ghost)와 쉐이딩(Shading)을 제거하고, 데드존의 터치 판별이 가능할 수 있도록 함으로써, 터치 패널의 어느 영역을 터치한다고 하더라도 정확하게 적어도 하나 이상의 포인트가 터치되더라도 정확하게 이를 인식할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by removing the ghost (ghost) and shading (shading), and to be able to determine the touch of the dead zone, even if the touch of any area of the touch panel, even if at least one or more points are accurately recognized It can be effective.

또한 인터렉티브한 햅틱 기능을 갖는 터치 펜을 이용하여 판서시 글씨의 흘림 현상을 제거하고, 촉각 입력장치를 통한 입력시 햅틱 기능에 의해 실감나고 효율적인 사용자 인터페이스를 제공해 주는 효과가 있다.In addition, by using a touch pen having an interactive haptic function, the writing phenomenon is eliminated, and a haptic function is provided by the haptic function when input through the tactile input device, thereby providing a realistic and efficient user interface.

도 1은 종래 기술에 따른 카메라 방식의 터치 패널 인식 기술을 설명하기 위한 예시도.
도 2는 종래 터치 펜의 흘림현상을 설명하기 위한 예시도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 장치의 구성을 나타낸 다이어그램.
도 4는 이미지 센서를 추가하여 고스트를 해결하기 위한 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 5는 2개의 이미지 센서와 DA(Dark Area)의 너비를 이용하여 고스크 점을 구별하는 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 장치를 보인 구성도.
도 7 및 8은 본 발명에 따른 발광 다이오드소자를 설명하기 위한 예시도.
도 9는 본 발명에서 터치 판별이 되지 않는 데드존을 보인 예시도.
도 10은 본 발명에 따른 수광 및 발광 다이오드부를 설명하기 위한 예시도.
도 11은 본 발명에 따른 터치 펜의 내부 구성도
도 12는 본 발명에 따른 터치 펜의 외부 구성도
도 13은 본 발명에 따른 터치 펜에 구비된 터치인식부와 압력센서의 구성을 설명하기 위한 예시도.
도 14는 본 발명에 따른 촉감입력버튼부의 동작파형을 설명하기 위한 예시도.1 is an exemplary view for explaining a camera-type touch panel recognition technology according to the prior art.
Figure 2 is an exemplary view for explaining the spill phenomenon of the conventional touch pen.
3 is a diagram illustrating a configuration of a touch panel device according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary view for explaining a method for solving a ghost by adding an image sensor.
5 is an exemplary diagram for explaining a method of distinguishing a gosk point by using two image sensors and a width of a DA (Dark Area).
6 is a block diagram showing a touch panel device according to an embodiment of the present invention.
7 and 8 are exemplary diagrams for explaining the light emitting diode device according to the present invention.
9 is an exemplary view showing a dead zone that does not determine the touch in the present invention.
10 is an exemplary view for explaining a light receiving and a light emitting diode unit according to the present invention.
11 is an internal configuration diagram of a touch pen according to the present invention
12 is an external configuration diagram of a touch pen according to the present invention
Figure 13 is an exemplary view for explaining the configuration of the touch recognition unit and the pressure sensor provided in the touch pen according to the present invention.
14 is an exemplary view for explaining the operation waveform of the tactile input button unit according to the present invention.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the detailed description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예의 구성과 그 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시 예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a configuration and an operation of an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, and the configuration and operation of the present invention shown in and described by the drawings will be described as at least one embodiment, The technical idea of the present invention and its essential structure and action are not limited.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 터치 패널 장치의 바람직한 실시 예를 자세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the touch panel device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 장치의 구성을 나타낸 다이어그램이다.3 is a diagram illustrating a configuration of a touch panel device according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 장치는 터치 패널과 외장형의 이미지 센서를 포함하는 터치인식수단을 구비하여 터치 패널에 터치되는 터치점을 인식할 수 있도록 메인 컨트롤러(Main Controller)가 전반적인 동작을 제어한다.Referring to FIG. 3, the apparatus according to the present invention includes a touch recognition means including a touch panel and an external image sensor so that the main controller performs an overall operation so as to recognize a touch point touched by the touch panel. To control.

본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 장치를 설명하기 위해 도 1을 참조하면, 우선 양측 모서리에 각각 이미지 센서(11-1, 11-2)를 설치하고, 이미지 센서(11-1, 11-2) 사이에 적외선 발광 다이오드(IR)와 수광 다이오드를 번갈아 가면서 바(bar) 형식으로 만든 수광/발광 다이오드소자 모듈(12)을 터치 패널 상단에 구비한다. 여기서 이미지 센서(11-1, 11-2)는 노이즈와 신호처리, 포인트 검출을 수행한다. Referring to FIG. 1 to describe the touch panel device according to an embodiment of the present invention, first, image sensors 11-1 and 11-2 are installed at both corners, respectively, and image sensors 11-1 and 11-2. A light receiving / light emitting diode element module 12 having a bar shape is alternately provided between the infrared light emitting diode IR and the light receiving diode between the touch panels. The image sensors 11-1 and 11-2 perform noise, signal processing, and point detection.

또한 터치 패널 상단 면을 제외한 나머지 3면에는 재귀 반사쉬트(13)를 부착한다. 이러한 형태를 구비한 터치 패널 장치는 양측 모서리에 설치한 2대의 이미지 센서(11-1, 11-2)들로부터 삼각 측량법을 적용하여 터치점의 좌표점을 추출한다.In addition, the reflex reflection sheet 13 is attached to the remaining three surfaces except the upper surface of the touch panel. The touch panel device having such a shape extracts the coordinate point of the touch point by applying triangulation from the two image sensors 11-1 and 11-2 installed at both corners.

삼각 측량법은 이미지 센서에 촬상된 터치점의 각도를 구하고 이 각도를 기초로 하여 터치점의 좌표를 계산하여 추출한다.The triangulation method obtains the angle of the touch point picked up by the image sensor, and calculates and extracts coordinates of the touch point based on the angle.

반사쉬트의 사용 목적은 저전력을 고려한 하드웨어 설계와 확산 판 대체를 위한 구성으로 기존의 확산 판 방식은 다수의 적외선 led Bar가 필요하고 고출력의 적외선을 필요로 하기 때문에 소모 전력이 크다. 확산판을 반사쉬트로 하여 적은 수의 적외선 led Bar만으로도 터치가 가능하도록 하였다.The purpose of the reflection sheet is to design a hardware design considering low power and to replace a diffuser plate, and the conventional diffuser plate requires a large number of infrared led bars and consumes a large amount of power since it requires high power infrared rays. The diffuser plate was used as a reflection sheet to enable touch with only a few infrared LED bars.

이미지 센서(11-1, 11-2)의 이미지 픽셀간의 입력 광량 차이를 줄이기 위해 사용되는 확산판을 이용한 방식은 led의 휘도가 높아야 한다.The method using the diffuser plate used to reduce the difference in input light quantity between the image pixels of the image sensors 11-1 and 11-2 should have a high luminance of the led.

때문에 다수의 led의 휘도를 증가시킬 경우 소모 전력이 크게 늘며 led의 수명도 감소하게 된다. 반사판을 이용한 방식은 패널 외곽에 부착된 led 대신에 반사판을 부착하고, 적외선 센서와 같은 방향으로 설치된 led가 반사판에 적외선을 비추는 방식이다. 확산판을 이용한 방식보다 적은 소모전력으로 픽셀간의 광량차이를 줄일 수 있다.Therefore, if you increase the brightness of a large number of LEDs, power consumption is greatly increased and the life of the LEDs is also reduced. The method using a reflector is a method of attaching a reflector instead of a led attached to the outside of the panel, and the LED installed in the same direction as the infrared sensor illuminates the reflector. The difference in light quantity between pixels can be reduced with less power consumption than the method using a diffusion plate.

이에 본 발명에서 사용한 재귀 반사쉬트(13)는 고휘도 반사지로서, 다이아몬드 구조로 측면각의 성능문제를 해결한다. 입사각과 관찰각에 따라 측정되는 휘도가 다를뿐만 아니라 반사지의 방향에 따라서 휘도가 달라진다. Accordingly, the retroreflective sheet 13 used in the present invention is a high brightness reflector, and solves the performance problem of the side angle with a diamond structure. Not only the luminance measured by the incident angle and the observation angle is different, but also the luminance varies depending on the direction of the reflecting paper.

재귀 반사쉬트(13)의 부착으로 인한 효과로는 반사판에 비추는 led를 12개로 줄여 소모전력을 1.8W로 줄였고 전체적인 광량이 줄어들었다.The effect of the retroreflective sheet (13) is to reduce the power consumption to 1.8W by reducing the number of LEDs reflected on the reflector to 12 and reduced the overall amount of light.

한편, 터치 물체가 닿는 터치점의 좌표를 추출하기 위해서 삼각 측량법을 적용한 입사각 연산 알고리즘을 사용하되, 먼저 고스트(ghost)의 포인트를 가려낸 후에 실제 터치점의 좌표를 추출한다.On the other hand, in order to extract the coordinates of the touch point touched by the touch object, an incident angle calculation algorithm using triangulation method is used. First, the ghost point is selected and the coordinates of the actual touch point are extracted.

터치점이 하나 이상일 경우, 이미지 센서(11-1, 11-2)로부터 터치점의 각도만을 받아와 처리하므로 두 지점의 이전 트랙킹 정보가 없이 터치가 동시에 일어나면 각 터치의 각도 페어를 알 수 없어 실제 터치가 일어나지 않은 {θ1, θ3},{θ2, θ4} 고스트 포인트가 생긴다.If there is more than one touch point, only the angles of the touch points are received and processed from the image sensors 11-1 and 11-2. If the touch occurs simultaneously without the previous tracking information of the two points, the angle pair of each touch cannot be known and thus the actual touch. There are {θ 1 , θ 3 }, {θ 2 , θ 4 } ghost points that do not occur.

따라서 실제 터치가 일어난 좌표를 추출하기 위해서는 고스트 포인트를 가려내야 한다. 이를 해결책으로 시도한 방법은 아래의 두가지 방법이 있다.Therefore, in order to extract the coordinate where the actual touch occurred, the ghost point must be screened out. There are two ways to try this solution.

먼저 첫번째 방법은 추가 비용을 부담하면서 안전하게 해결하는 방법으로, 도 4에 도시된 바와 같이 이미지 센서(sensor 3)를 추가로 장착하여 {θ3, θ6},{θ4, θ5} 연산하여 고스트 포인트를 판별한다. First, the first method is a method to safely solve the additional cost, as shown in Figure 4 by additionally equipped with an image sensor (sensor 3) by calculating {θ 3 , θ 6 }, {θ 4 , θ 5 } Determine the ghost point.

두번째 방법은 도 5에 도시된 바와 같이, 이미지 센서 2개를 이용하는 방법으로 터치점의 DA(Dark Area)의 너비를 비교하여 고스트 포인트를 구별한다. 이는 터치점의 확률을 함께 호스트로 전송하여 응용 프로그램에서 상황에 맞게 판별하여 사용하는 방법을 택했다. In the second method, as shown in FIG. 5, the ghost points are distinguished by comparing the widths of the dark areas (DAs) of the touch points by using two image sensors. In this case, we chose the method of transmitting the probabilities of touch points to the host and using them according to the situation.

전술한 첫번째와 두번째 방법의 기술은 이미 기존에 시도하였으나, 터치 패널 장치에 손가락이나 펜의 굵기가 일정하지 않아 기울임 같은 증세로 해결하고자 했던 보완이나 문제점이 잘 해결되어지지 못하고 있다.The foregoing techniques of the first and second methods have already been attempted, but since the thickness of a finger or a pen is not constant in the touch panel device, the supplement or problem that is intended to be solved by a symptom such as tilting has not been solved well.

따라서, 본 발명에서는 앞서 기술한 기술을 토대로 하되, 앞서 기술한 기술적 구성상의 문제점을 해결할 수 있는 기술을 추가적으로 고려한 기술적 구성에 대해서 살펴보도록 한다.Therefore, the present invention is based on the above-described technology, but looks at the technical configuration considering the technology that can further solve the above-described technical configuration problems.

우선 본 발명에서 제안하는 터치 패널 장치는 형태 변경의 첫번째로 기구적인 구성요소 또는 구성방식을 변경하는 방법으로 수광 다이오드를 바 형태로 터치 패널 상단에 장착하고, 터치 패널의 하단에는 발광 다이오드를 바 형태로 장착하며, 터치 패널의 양측 모서리 부분에 이미지 센서를 장착한다.
First of all, the touch panel device proposed by the present invention is a method of changing a mechanical component or a configuration method of the first type of change in shape. The sensor is mounted on both sides of the touch panel.

또한 터치 패널의 나머지 측면에는 재귀 반사쉬트를 장착하며, 데드존(Dead Zone) 영역에는 수광 및 발광 다이오드부를 장착한다.In addition, a retroreflective sheet is mounted on the other side of the touch panel, and a light receiving and light emitting diode unit is mounted in the dead zone area.

이에 대한 상세한 설명을 위해 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다.It will be described with reference to the accompanying drawings for a detailed description thereof.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 장치를 보인 구성도이다.6 is a block diagram illustrating a touch panel device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 터치 패널 장치는 이미지 센서(21-1, 21-2)와, 발광 다이오드소자(23)와, 수광 다이오드소자(25)와, 수광 및 발광 다이오드부(27-1, 27-2), 재귀 반사쉬트(29) 등을 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 6, the touch panel device according to the present invention includes an image sensor 21-1 and 21-2, a light emitting diode element 23, a light receiving diode element 25, and a light receiving and light emitting diode unit 27. -1, 27-2, and a retroreflective sheet 29 or the like.

우선 이미지 센서(21-1, 21-2)는 터치 패널 상단의 양쪽 모서리에 위치하는 제1, 제2 이미지 센서(21-1, 21-2)로서 주기적으로 터치 패널을 이미지 스캐닝한다.First, the image sensors 21-1 and 21-2 are first and second image sensors 21-1 and 21-2 positioned at both corners of the top of the touch panel, and periodically scan an image of the touch panel.

발광 다이오드소자(23)는 터치 패널 하단에 위치하여 적외선 빛을 터치 패널 상단측으로 발광한다. 즉, 이에 의해 터치 패널 상단에 위치한 후술될 수광 다이오드소자(25)가 발광 다이오드소자(23)에 의해 발광되는 적외선 빛을 수광한다.The light emitting diode element 23 is positioned at the bottom of the touch panel to emit infrared light toward the upper side of the touch panel. That is, the light-receiving diode element 25, which will be described later, located above the touch panel receives the infrared light emitted by the light-emitting diode element 23.

여기서 발광 다이오드소자(23)는 도 7에 도시된 바와 같이, 빛이 직광으로 비추는 형태로서 바 형태로 구비한다. 이에 손가락 혹은 펜으로 터치 했을 경우에 이미지 센서는 터치한 위치를 각도로 인해 좌표 추출계산하고 하단에 위치한 발광 다이오드소자(23)에서 이를 직광으로 인식하고 수광 다이오드가 동시에 이를 받아들여 터치 인식을 한다. 이러한 표시 소자로 구성된 터치 패널의 효과는 고스트을 제거할 수 있다.As shown in FIG. 7, the light emitting diode element 23 is provided in the form of a bar in which light shines in direct light. In the case of touching with a finger or a pen, the image sensor calculates coordinates of the touched position due to the angle and recognizes it as direct light in the light emitting diode device 23 located at the bottom, and the light receiving diode simultaneously receives the touch recognition. The effect of the touch panel composed of such display elements can eliminate ghosts.

전술한 발광 다이오드소자(23)의 구성을 제1 실시예로서, 다이오드의 빛이 직광과 동시에 넓게 퍼질 수 있도록 하는 각각의 다이오드가 바 형식으로 이루어져 발광 다이오드소자(23)의 구조를 이룬다.As the first embodiment of the configuration of the above-described light emitting diode element 23, each diode is formed in the form of a bar so that the light of the diode can be widely spread simultaneously with the direct light to form a structure of the light emitting diode element 23.

또한 발광 다이오드소자(23)의 구성을 제2 실시예로서, 도 8에 도시된 바와 같이, 좌우 측면에 위치하는 다이오드는 빛을 넓게 퍼지게 하고, 상기 좌우 측면의 다이오드 사이에 위치하는 가운데 다이오드는 빛을 직광으로 방사할 수 있도록 하여 세개의 다이오드가 하나의 다이오드처럼 묶여 발광 다이오드소자(23)의 구조를 이룬다.In addition, as a second embodiment of the configuration of the light emitting diode element 23, as shown in Figure 8, the diodes located on the left and right sides spread light widely, and the middle diode located between the diodes on the left and right sides is the light It is possible to radiate in direct light so that three diodes are tied together as one diode to form the structure of the light emitting diode element (23).

수광 다이오드소자(25)는 제1, 제2 이미지 센서(21-1, 21-2)의 사이의 터치 패널 상단에 위치하여 발광 다이오드소자(23)에 의해 발광되는 적외선 빛을 수광한다.The light receiving diode element 25 is positioned above the touch panel between the first and second image sensors 21-1 and 21-2 to receive infrared light emitted by the light emitting diode element 23.

수광 및 발광 다이오드부(27-1, 27-2)는 터치 패널 양측의 상단과 하단에 각각 구비되는 제1, 제2 수광 및 발광 다이오드부(27-1, 27-2)로 이루어져 터치 좌표를 인식할 수 없던 데드존(Dead Zone) 영역을 커버할 수 있다.The light receiving and light emitting diode parts 27-1 and 27-2 are formed of first and second light receiving and light emitting diode parts 27-1 and 27-2 provided at upper and lower ends of both sides of the touch panel, respectively. It can cover dead zone areas that were not recognized.

즉, 제1, 제2 수광 및 발광 다이오드부(27-1, 27-2)의 장착으로 인해, 도 9과 같이 터치 패널의 상단의 데드존(A)과 하단의 양 모서리에 나타나는 데드존(B-1, B-2) 에서도 터치되는 좌표를 정확하게 인식할 수 있게 된다.That is, due to the mounting of the first and second light receiving and light emitting diode parts 27-1 and 27-2, dead zones A appearing at both the dead zone A of the upper end of the touch panel and the lower corners of the lower end as shown in FIG. 9. In B-1 and B-2), the coordinates to be touched can be accurately recognized.

이러한 제1, 제2 수광 및 발광 다이오드부(27-1, 27-2)는 도 10의 (a), (b)와 같이 터치 패널의 양 측면에 부착되어 발광하는 적외선 빛을 다른 측면에서 수광하거나, 수광과 발광을 각 측면의 수광 및 발광 다이오드부(27-1, 27-2)가 수행할 수도 있다.The first and second light receiving and light emitting diode units 27-1 and 27-2 receive infrared light attached to both sides of the touch panel to emit light as shown in FIGS. 10A and 10B from another side. Alternatively, the light receiving and light emitting diode units 27-1 and 27-2 on each side may perform light reception and light emission.

이에 따라 본 발명에 따른 도 6의 터치 패널 장치의 메인 컨트롤러는 제1, 제2 이미지 센서(21-1, 21-2)를 통해 터치 패널에 터치되어지는 적어도 하나 이상의 터치 포인트의 각도를 획득하고, 그 획득한 터치 포인트의 각도를 이용하는 삼각 측량법을 적용한 입사각 연산 알고리즘 통해 터치 지점의 위치로서 좌표값을 획득한다.Accordingly, the main controller of the touch panel device of FIG. 6 according to the present invention acquires an angle of at least one touch point touched by the touch panel through the first and second image sensors 21-1 and 21-2. The coordinate value is obtained as the location of the touch point through an incident angle calculation algorithm applying triangulation using the angle of the obtained touch point.

이후 메인 컨트롤로는 제1, 제2 이미지 센서(21-1, 21-2)를 통해 획득된 터치 지점의 좌표값과 수광 및 발광 다이오드부(27-1, 27-2) 혹은 발광 다이오드소자(23)와 수광 다이오드소자(25)에 의해 획득되는 터치 점의 좌표값를 비교하고, 그 비교결과 일치하면 터치점으로 인식하고, 일치하지 않은 불일치의 좌표값에 대해서는 고스트(ghost)으로 인식한다.Thereafter, the main control includes coordinate values of the touch points acquired through the first and second image sensors 21-1 and 21-2, and light-receiving and light-emitting diode units 27-1 and 27-2 or light emitting diode elements ( 23) and the coordinate values of the touch points obtained by the light-receiving diode element 25 are compared. If the result of the comparison is matched, the coordinates are recognized as touch points, and the mismatched coordinate values are recognized as ghosts.

본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 장치에서, 제1, 제2 이미지 센서(21-1, 21-2)는 개별적으로 셔터 타임(Shutter Time)을 위해 동기화 과정을 거치고, 터치 이미지 프로세싱(Touch Image Processing)을 수행한다. 여기서 동기화 과정은 후술되는 수광 및 발광 다이오드부(27-1, 27-2) 혹은 발광 다이오드소자(23)와 수광 다이오드소자(25)를 통해 획득되는 터치된 좌표정보와 제1, 제2 이미지 센서(21-1, 21-2)를 통해 인식된 터치된 좌표정보를 비교해야 하므로 필요한 과정이다.In the touch panel device according to an embodiment of the present disclosure, the first and second image sensors 21-1 and 21-2 respectively undergo a synchronization process for shutter time and touch image processing. Processing). The synchronization process may include touched coordinate information and first and second image sensors obtained through the light receiving and light emitting diode units 27-1 and 27-2 or the light emitting diode device 23 and the light emitting diode device 25, which will be described later. This is necessary because it is necessary to compare the touched coordinate information recognized through (21-1, 21-2).

이후, 메인 컨트롤러는 터치가 발생하였는지를 판단하고, 그 판단결과 터치가 발생하면 터치가 발생한 영역이 데드존인지를 판단한다.Thereafter, the main controller determines whether a touch has occurred, and if the touch occurs, the main controller determines whether the area where the touch has occurred is a dead zone.

메인 컨트롤러는 판단결과, 데드존이 아니면, 터치 이미지 프로세싱을 통해 터치 패널에 터치되는 적어도 하나 이상의 터치 포인트의 각도를 획득하고, 그 획득된 터치 포인트의 각도를 이용하는 삼각 측량법을 적용한 입사각 연산 알고리즘을 이용하여 터치되는 지점의 제1 좌표 정보를 획득한다.As a result of determination, the main controller acquires the angle of at least one touch point touched by the touch panel through touch image processing, and uses an incident angle calculation algorithm applying triangulation method using the obtained touch point angle. To obtain first coordinate information of the touched point.

이와 함께, 수광 및 발광 다이오드부(27-1, 27-2) 혹은 발광 다이오드소자(23)와 수광 다이오드소자(25)는 동기화 과정을 거치고, 터치 패널에서 적어도 하나 이상의 터치 포인트의 위치로서 제2 좌표 정보를 획득한다. 여기서 수광 및 발광 다이오드부(27-1, 27-2), 발광 다이오드소자(23)와 수광 다이오드소자(25)가 한쌍으로 이루어 터치되는 지점의 좌표정보를 획득하는 기술은 상세히 전술하였으므로 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.In addition, the light receiving and light emitting diode units 27-1 and 27-2, or the light emitting diode elements 23 and the light emitting diode elements 25 undergo a synchronization process and are positioned as the positions of at least one touch point in the touch panel. Acquire coordinate information. Since the light receiving and light emitting diode units 27-1 and 27-2, the light emitting diode device 23, and the light emitting diode device 25 are paired, a technique of obtaining coordinate information of a touched point is described above in detail. Is omitted.

이후, 메인 컨트롤러는 제1, 제2 이미지 센서(21-1, 21-2)를 통해 획득된 터치되는 지점의 제1 좌표 정보와 수광 및 발광 다이오드부(27-1, 27-2) 혹은 발광 다이오드소자(23)와 수광 다이오드 어레어(25)를 통해 획득되는 터치되는 지점의 제2 좌표 정보의 일치여부를 판단한다.Thereafter, the main controller receives the first coordinate information of the touched point obtained through the first and second image sensors 21-1 and 21-2, and the light receiving and light emitting diode units 27-1 and 27-2 or light emission. It is determined whether or not the second coordinate information of the touched point obtained through the diode element 23 and the light receiving diode array 25 match.

판단결과 일치하면, 메인 컨트롤러는 터치된 터치점으로 인식한다.If the result of the determination matches, the main controller recognizes the touch point as being touched.

그러나, 판단결과 일치하지 않으면, 메인 컨트롤러는 고스트로 인식한다.However, if the result of the determination does not match, the main controller recognizes a ghost.

고스트로 판단하는 이유는 수광 및 발광 다이오드부(27-1, 27-2), 발광 다이오드소자(23)와 수광 다이오드소자(25)를 통해 좌표 정보로서 좌표값을 얻어올 때에 그림자 혹은 희미하게 인식하는 포인트가 포함되므로 삼각 측량법으로 계산해서 추출한 좌표 값과는 값이 불일치하게 나오기 때문에 이를 고스트라고 판단한다.The reason for judging the ghost is that the shadow or faint recognition is obtained when the coordinate value is obtained as the coordinate information through the light receiving and light emitting diode units 27-1 and 27-2, the light emitting diode element 23, and the light receiving diode element 25. Since the point is included, the value is inconsistent with the coordinate value calculated by triangulation and is determined to be a ghost.

한편 판단결과, 터치가 발생된 영역이 데드존으로 판단되면, 발광 다이오드소자와 수광 다이오드소자를 통해 y축 좌표를 추출하고, 수광 및 발광 다이오드부를 통해 x축 좌표를 추출하여 데드존에서의 터치된 터치점을 인식한다.On the other hand, if it is determined that the area where the touch is generated is a dead zone, the y-axis coordinates are extracted through the light emitting diode element and the light-receiving diode element, and the x-axis coordinates are extracted through the light receiving and light emitting diode unit to be touched in the dead zone. Recognize the touch point.

도 11과 12는 본 발명에 따른 터치펜을 설명하기 위한 예시도이다.11 and 12 are exemplary views for explaining the touch pen according to the present invention.

도 11 및 12에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 터치펜(10)은 압력센서(11)와, 모션센서(13)와, 촉감입력버튼부(15)와, 제어부(17)와, 통신 모듈(19)과, 진동부(21) 등을 포함하여 구성된다. 여기서 터치펜(10)의 앞부분에 위치하게 되는 터치인식부(a)에는 LED가 구비된다. 이러한 터치인식부(a)에 대한 상세한 설명은 이하에서 설명하도록 한다.11 and 12, the touch pen 10 according to the present invention communicates with a pressure sensor 11, a motion sensor 13, a tactile input button unit 15, and a controller 17. It comprises a module 19, a vibrator 21 and the like. In this case, the touch recognition unit (a) located at the front of the touch pen 10 is provided with LEDs. A detailed description of the touch recognition unit (a) will be described below.

우선 압력센서(11)는 터치 스크린 장치(30)의 화면에 맞닿는 터치인식부(a)에 가해지는 압력을 감지한다. 이는 터치인식부(a)가 눌러진 강·약의 세기 만큼 폰트 굵기 조절이 가능하여 실제적인 필기감을 구현하며, 흘림방지 기능 탑재를 통하여 사용자의 의도대로 글자 혹은 그림 표현이 가능하게 된다.First, the pressure sensor 11 detects the pressure applied to the touch recognition unit a which contacts the screen of the touch screen device 30. This enables the font thickness to be adjusted by the strength of the strong and weak pressed touch recognition unit (a) to implement a practical writing feeling, and through the anti-shedding function it is possible to express the letters or pictures as the user intended.

즉, 사용자는 터치펜(10)을 이용하여 화면(30)에 표시하고자 하는 글씨나 그림을 그린다. 그림의 선(line)의 두께를 굵게 표현하고자 하면 화면에 맞닿는 터치인식부(a)에 일정이상의 강한 압력을 가한다. 그러나, 선의 두께를 얇게 표현하고자 하면, 화면에 맞닿는 터치인식부(a)에 일정 이하의 압력을 가한다. 이때, 압력센서(11)는 도 13에 도시된 바와 같이, 터치인식부(a)의 힘이 가해지는 방향에 위치하여 터치인식부(a)로부터 가해지는 압력을 감지할 수 있게 된다.That is, the user draws letters or pictures to be displayed on the screen 30 using the touch pen 10. If you want to express the thickness of the line (line) in a thick, apply a certain pressure or more to the touch recognition unit (a) in contact with the screen. However, if the thickness of the line is to be expressed thinly, a pressure below a predetermined value is applied to the touch recognition unit (a) in contact with the screen. In this case, as shown in FIG. 13, the pressure sensor 11 may be positioned in a direction in which the force of the touch recognition unit a is applied to detect the pressure applied from the touch recognition unit a.

모션센서(13)는 기울임 감지 센서와 움직임 감지 센서로 이루어져, 터치 스크린에 터치펜(10)을 이용하여 사용자가 판서, 그림 그리고 혹은 글씨 쓰기를 하는 도중 터치펜(10)을 기울이면서 좌표가 틀어지게 된 것을 좌표 값 오차를 보정해 주기 위해 기울임을 감지한다. 자세하게는 터치 스크린에 터치를 하고(맨 처음 터치한 지점) 터치펜(10)을 기울이는데 실수로 터치펜을 잘못 기울여 좌표가 틀어진 것을 모션센서(13)가 기울임 정도를 감지한다. 이는 후술되는 통신 모듈(19)에 의해 터치 스크린 장치(30)측으로 무선방식에 의해 전송되어 맨 처음 터치한 좌표 점에서 틀어진 좌표 점의 오차만큼 보정하여 정확한 좌표 점을 추출한다.Motion sensor 13 is composed of a tilt sensor and a motion sensor, using the touch pen 10 on the touch screen, while the user tilts the touch pen 10 while writing, drawing, or writing the coordinates, the coordinates change. The tilt is detected to compensate for coordinate error. In detail, the motion sensor 13 detects the degree of inclination by touching the touch screen (the first touched point) and tilting the touch pen 10, but inadvertently tilting the touch pen by mistake. This is transmitted to the touch screen device 30 by the communication module 19 to be described later by a wireless method, and corrects the correct coordinate point by correcting the error by the misaligned coordinate point from the first touched coordinate point.

이는 터치인식부(a)에 구비되는 led의 특성상 직진성을 띄기 때문에 터치펜(10)을 기울여 사용하면, 정확한 터치 정보를 얻을수 없다. 이는 사용자가 터치 스크린에 터치펜을 이용하여 터치를 실행할때, 90도로 일정하게 터치펜을 세워서 쓰는것이 아닌 밑이나 옆으로 기울여서 사용할 수 있기 때문인데 이때 led의 빛이 두개의 카메라 센서에 영향을 주게 된다. 이에 터치 스크린 장치(30)는 모션센서에 의해 획득되는 기울임 정보를 통해 터치 좌표점의 오차를 보정할 수 있게 된다.This is straight because of the characteristics of the led provided in the touch recognition unit (a) because when using the touch pen 10 tilted, it is not possible to obtain accurate touch information. This is because when the user performs a touch using the touch pen on the touch screen, the user can tilt the side or side of the touch pen instead of standing the pen consistently at 90 degrees. In this case, the light of the led affects the two camera sensors. do. Accordingly, the touch screen device 30 may correct the error of the touch coordinate point through the tilt information acquired by the motion sensor.

촉감입력버튼부(15)는 일반 마우스의 버튼 기능과 동일한 동작을 요청하는 버튼으로 구비되어, 사용자의 촉감이 감지되면 감지된 해당 버튼의 기능으로 마우스 버튼 3개(오른쪽 버튼, 휠, 왼쪽 버튼)의 기능을 요청한다.The tactile input button unit 15 is provided as a button for requesting the same operation as that of a normal mouse. When a user's tactile sense is detected, three mouse buttons (right button, wheel, left button) are detected as a function of the corresponding button. Ask for a feature.

이러한 촉감입력버튼부(15)의 동작파형은 도 14와 같다.The operation waveform of the tactile input button unit 15 is shown in FIG. 14.

제어부(17)는 전반적인 햅틱기능의 터치펜(10)의 동작을 수행할 수 있도록 전반적인 동작을 제어한다. 이에 제어부(17)는 터치펜(10)의 동작에 의해 터치 스크린에 글씨나 그림이 표시될 수 있도록 한다. 또한 제어부(17)는 압력센서(11)에 의해 감지되는 압력에 대응하는 강도 정보에 따라 글씨나 그림의 선의 두께를 차별화시켜 터치 스크린에 표시할 수 있도록 터치 스크린 장치(30)측으로 무선방식에 의해 전송하도록 제어한다. 또한 제어부(17)는 촉감입력버튼부(15)의 동작시 이를 사용자가 느낄 수 있도록 진동기능을 동작시킨다. 또한 제어부(17)는 모션센서(13)에 의해 감지되는 터치펜(10)의 기울임 정보를 터치 스크린 장치(30)로 유선 또는 무선 방식에 의해 전송하도록 제어한다. The controller 17 controls the overall operation to perform the operation of the touch pen 10 of the overall haptic function. Accordingly, the controller 17 may display letters or pictures on the touch screen by the operation of the touch pen 10. In addition, the control unit 17 may be wirelessly directed to the touch screen device 30 so as to differentiate the thickness of the lines of letters or pictures according to the intensity information corresponding to the pressure detected by the pressure sensor 11 and display them on the touch screen. Control to transmit. In addition, the control unit 17 operates the vibration function so that the user can feel it when the tactile input button unit 15 operates. In addition, the controller 17 controls to transmit the tilt information of the touch pen 10 detected by the motion sensor 13 to the touch screen device 30 by a wired or wireless method.

통신 모듈(19)은 제어부(17)의 제어에 따라 기울임 정보와 강도 정보를 유선 또는 무선통신방식에 의거하여 터치 스크린 장치(30)측으로 전송한다.The communication module 19 transmits the tilt information and the intensity information to the touch screen device 30 based on a wired or wireless communication method under the control of the controller 17.

진동부(21)는 햅틱기능을 위해 구비된 것으로, 제어부(17)의 제어하에 촉감입력버튼부(15)의 동작이 발생하면, 진동부의 동작시켜 사용자가 진동을 느낄수 있도록 한다.The vibrator 21 is provided for the haptic function, and when an operation of the tactile input button unit 15 occurs under the control of the controller 17, the vibrator operates so that the user can feel the vibration.

이외에도 도 12를 통해 터치펜(10)의 외부 구조를 보인 바와 같이, 2개의 작은 점등이 구비되는데 하나의 점등은 진동이 될때마다 외부에 위치한 진동 LED가 깜빡 거리면서 사용자에게 진동기능이 시행되고 있음을 알려준다. 다른 하나의 점등은 터치펜(10)의 전원 상태를 알려주기 위한 것으로, 사용하고 있는 상태에서는 점등이 계속 켜져 있지만 전원이 부족할 때에는 깜빡이게 된다.In addition, as shown in the external structure of the touch pen 10 through FIG. 12, two small lights are provided, one of which is being vibrated to the user by vibrating the LED located on the outside whenever the vibration is generated. Tells. The other one is to inform the power state of the touch pen 10, the light is still on in use, but blinks when the power is insufficient.

다음은 터치인식부(a)에 대해 상세히 설명하도록 한다.Next, the touch recognition unit (a) will be described in detail.

확산판을 이용하여 사용한 구성으로서, 외곽은 폴리카보네이트 시트로 둘러싸여 있으며, 내부 구조는 펜촉 주위에 작은 led 2개 혹은 3개를 배치시키고 확산판을 위치시킨 터치인식부이다.As a configuration used using a diffusion plate, the outside is surrounded by a polycarbonate sheet, and the internal structure is a touch recognition unit in which two or three small LEDs are disposed around the nib and the diffusion plate is positioned.

한편 다른 실시예로서, 전술한 터치인식부에 구비된 작은 led 2개 혹은 3개를 제거하고, 펜촉의 앞 부분에 확산판 2개를 배치한 터치인식부의 구성을 갖는다. 여기서 확산판을 사용하는 이유는 직광으로 빛을 쏘는 led의 특성을 이용하여 빛을 산란시키는 효과를 주기 위해서이다.On the other hand, as another embodiment, it has a configuration of the touch recognition unit by removing two or three small leds provided in the above-described touch recognition unit, and arranged two diffuser plates in front of the pen nib. The reason for using the diffusion plate is to give the effect of scattering light by using the characteristics of the LED that shoots light in direct sunlight.

전술한 바와 같이, 확산판을 이용한 방법으로 2가지의 형태가 존재할 수 있다. As described above, two forms may exist by the method using the diffusion plate.

한편 또 다른 실시예의 터치인식부는 도광판을 이용한 구성으로서, 내부 구조는 원형 형상의 도광판을 이용하여 다수의 led를 사용하는 효과를 볼 수 있으며, 펜촉에서 나오는 빛을 도광판에 전달하면 원형 형상의 도광판은 빛을 퍼지게 한다. 원형 형상의 도광판은 직광되는 빛을 펜촉으로부터 받을 수 있도록 펜촉과 접촉되는 끝부분이 막대형상으로 이루어지도록 함이 바람직하다.On the other hand, the touch recognition unit of another embodiment is configured using a light guide plate, the internal structure can be seen using the effect of using a plurality of leds using a circular light guide plate, the light guide plate of the circular shape when the light from the pen tip to the light guide plate Spread the light In the circular light guide plate, the tip contacting the nib is preferably formed in the shape of a rod so as to receive direct light from the nib.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of various modifications within the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the illustrated embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.

21-1, 21-2: 이미지 센서 27-1, 27-2: 수광 및 발광 다이오드부
23: 발광 다이오드소자 25: 수광 다이오드소자
29: 재귀 반사쉬트21-1, 21-2: image sensor 27-1, 27-2: light receiving and light emitting diode part
23: light emitting diode element 25: light receiving diode element
29: Recursive Reflection Sheet

Claims (6)

터치 패널 상의 터치 시에 그에 해당하는 터치 인식 이미지를 획득하도록, 상기 터치 패널의 상단 모서리의 양측에 구비되는 제1, 제2 이미지 센서;
상기 터치 패널의 상단측으로 빛을 발광하도록, 상기 터치 패널의 일측면에 구비되는 발광 다이오드소자;
상기 발광 다이오드소자에서 발광된 빛을 수광하도록, 상기 발광 소자의 대향면에 배치되는 수광 다이오드소자;
상기 데드존에서 빛을 발광하고 수광하면서 상기 터치 패널 상의 데드존에서의 터치를 인식하도록, 상기 데드존에 대응하는 터치 패널의 상단과 하단에 가로방향으로 배치되는 수광 및 발광 다이오드부;
상기 수광 및 발광 다이오드부가 구비되는 상기 터치 패널의 측면에 길이방향으로 상기 제1, 제2 이미지 센서에 의해 방사되는 적외선을 반사시키는 재귀 반사쉬트;
상기 제1, 제2 이미지 센서에 의해 획득된 상기 터치 인식 이미지를 삼각 측량법이 적용된 입사각 연산 알고리즘에 사용하여 터치 점의 제1 좌표정보를 추출하고, 상기 발광 다이오드소자와 상기 수광 다이오드소자와 상기 수광 및 발광 다이오드부를 통해 터치 점의 제2 좌표정보를 추출하고, 상기 제1 좌표정보와 상기 제2 좌표정보를 비교하여 그 비교결과에 따라 터치 점 또는 고스트를 인식하는 메인 컨트롤러; 그리고
상기 터치 패널로의 입력 표시 기능을 수행하기 위한 사용자 인터페이스로써 터치 펜을 구비하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치.First and second image sensors provided at both sides of an upper edge of the touch panel to acquire a touch recognition image corresponding to the touch on the touch panel;
A light emitting diode device provided on one side of the touch panel to emit light toward an upper side of the touch panel;
A light receiving diode element disposed on an opposite surface of the light emitting element so as to receive the light emitted from the light emitting diode element;
A light receiving and light emitting diode unit disposed horizontally at upper and lower ends of the touch panel corresponding to the dead zone so as to recognize light in the dead zone on the touch panel while emitting and receiving light from the dead zone;
A retroreflective sheet reflecting infrared rays emitted by the first and second image sensors in a longitudinal direction on a side of the touch panel including the light receiving and light emitting diode units;
The first coordinate information of the touch point is extracted by using the touch recognition image acquired by the first and second image sensors in an incident angle calculation algorithm to which triangulation is applied, and the light emitting diode device, the light receiving diode device, and the light receiving device are extracted. And a main controller extracting second coordinate information of the touch point through the light emitting diode unit, comparing the first coordinate information with the second coordinate information, and recognizing the touch point or ghost according to the comparison result. And
And a touch pen as a user interface for performing an input display function on the touch panel. 제 1 항에 있어서,
상기 터치 패널에 광 터치 모듈을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치.The method of claim 1,
The touch panel device, characterized in that the touch panel further comprises an optical touch module. 제 1 항에 있어서, 상기 터치 펜은,
상기 터치 패널에 맞닿게 배치되며, 엘이디(LED)로 이루어져 직진성 빛을 방사하는 터치인식부;
상기 터치인식부에 가해지는 압력을 감지하는 압력센서;
상기 터치 펜의 움직임, 기울임 및 위치를 감지하는 모션센서;
상기 터치 패널에 글씨를 쓰거나 그림을 그릴 때 진동을 발생하는 진동부;
상기 모션센서에 의해 감지된 움직임, 기울임 및 위치를 인식하여 움직임 정보, 기울임 정보 및 위치 정보를 처리하고, 상기 압력센서에 의해 감지된 압력에 대응하는 강도 정보를 처리하여 상기 터치 펜의 터치 기능을 처리하는 제어부; 및
상기 제어부의 제어에 따라 상기 강도 정보, 상기 움직임 정보, 상기 기울임 정보 및 상기 위치 정보를 유선 또는 무선통신방식으로 상기 터치 패널로 상호 통신하는 통신 모듈을 구비하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치.The method of claim 1, wherein the touch pen,
A touch recognition unit disposed in contact with the touch panel and configured to include an LED to emit straight light;
A pressure sensor for sensing a pressure applied to the touch recognition unit;
A motion sensor that detects movement, tilt and position of the touch pen;
Vibration unit for generating a vibration when writing or drawing on the touch panel;
Recognize the motion, tilt and position detected by the motion sensor to process the motion information, tilt information and position information, and process the intensity information corresponding to the pressure detected by the pressure sensor to improve the touch function of the touch pen. A control unit for processing; And
And a communication module configured to mutually communicate the strength information, the motion information, the tilt information, and the location information to the touch panel by a wired or wireless communication method under the control of the controller. 제 3 항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 모션센서에 의해 감지되는 상기 터치 펜의 기울임이 터치 좌표를 정확하게 인식할 수 없는 특정 각도이면, 상기 터치 펜의 터치 좌표(위치)를 보정하도록 그에 대한 정보를 상기 터치 패널로 전송하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치.The apparatus of claim 3,
If the tilt of the touch pen detected by the motion sensor is a specific angle at which touch coordinates cannot be accurately recognized, information about the touch pen is transmitted to the touch panel to correct touch coordinates (positions) of the touch pen. Touch panel device. 제 1 항에 있어서, 상기 발광 다이오드소자는,
2개 이상의 다이오드소자가 하나로 통합된 구조이며, 상기 2개 중 하나는 좌우 측면에 위치하여 빛을 넓게 방사하고, 상기 2개 중 다른 하나는 상기 좌우 측면에 구비되는 하나의 다이오드 사이에 위치하여 빛을 직광으로 방사하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치.The method of claim 1, wherein the light emitting diode device,
It is a structure in which two or more diode devices are integrated into one, one of the two is located on the left and right sides to emit light widely, and the other one of the two is located between one diode provided on the left and right sides. Touch panel device, characterized in that for emitting in direct light. 제 1 항에 있어서, 상기 메인 컨트롤러는,
상기 데드존에서 터치 발생시, 상기 발광 다이오드소자와 상기 수광 다이오드소자를 통해 y축 좌표를 추출하고, 상기 수광 및 발광 다이오드부를 통해 x축 좌표를 추출하여 상기 데드존에서의 터치 포인트를 인식하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치.
The system of claim 1,
When a touch occurs in the dead zone, the y-axis coordinates are extracted through the light emitting diode elements and the light-receiving diode elements, and the x-axis coordinates are extracted through the light receiving and light emitting diode units to recognize a touch point in the dead zone. Touch panel device.
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