KR100795274B1

KR100795274B1 - 터치 패널

Info

Publication number: KR100795274B1
Application number: KR1019990033580A
Authority: KR
Inventors: 사토시 이노우에; 요시가즈 다나카
Original assignee: 터치 패널 시스템즈 코포레이션
Priority date: 1998-08-18
Filing date: 1999-08-16
Publication date: 2008-01-15
Also published as: CN1320234A; MXPA01001793A; AU5197299A; EP1107102A4; EP1107102A1; JP2000066838A; TW484090B; US6567077B2; WO2000011543A1; KR20000017320A; US20020005838A1; AU767019B2; CA2340694A1; JP4024933B2; CN1230727C

Abstract

본 발명에 따른 터치 패널은, 음향파를 전파할 수 있는 기판(11)과, 이 기판에 장착되어, 상기 음향파를 송신 또는 수신하기 위한 트랜스듀서(13a)를 포함하고 있으며, 상기 기판(11)의 단부 표면을 통해, 음향파를 전면 및 후면으로 순환시켜서 전파하기 위해, 상기 기판(11)의 단부 표면 또는 코너부에는 챔퍼링부(16)가 형성되어 있고, 이 챔퍼링부를 통해서 전파된 음향파를 기판(11)의 후면에 설치한 상기 트랜스듀서(13a)로 수신한다. 기판(11)의 챔퍼링부(16)의 반경 R은 0.5㎜ 이상이다. 이와 같은 터치 패널에서는, 전파 매체의 전면에 돌기가 생성되는 것을 방지하여, 두께가 얇은 LCD 모니터에 대한 적합성을 높임과 동시에, 터치 패널의 구성을 간소화한다.

Description

터치 패널{TOUCH PANEL}

도 1은 본 발명의 터치 패널에 있어서의 음향파의 진행 방향을 설명하기 위한 개략도이다.

도 2는 본 발명의 터치 패널에 있어서의 음향파의 진행 방향을 설명하기 위한 개념도이다.

도 3은 본 발명의 터치 패널의 일실시예를 도시하는 개략적인 평면도이다.

도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 개략적인 단면도이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 개략적인 평면도이다.

도 6은 코너부의 챔퍼링부(chamfered portion)에 있어서의 음향파의 전파 방향을 나타내는 개념도이다.

도 7은 3개의 트랜스듀서를 이용한 본 발명의 실시예를 도시하는 개략적인 평면도이다.

도 8은 3개의 트랜스듀서를 이용한 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 개략적인 평면도이다.

도 9는 2개의 트랜스듀서를 이용한 본 발명의 실시예를 도시하는 개략적인 평면도이다.

도 10은 2개의 트랜스듀서를 이용한 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 개략 적인 평면도이다.

도 11은 본 발명의 다른 예를 도시하는 개략적인 평면도이다.

도 12는 도 11의 V자형 챔퍼링부에서의 음향파의 전파 방향을 나타내는 개념도이다.

도 13은 도 11 및 도 12에 도시하는 터치 패널의 변경예를 도시하는 개략적인 평면도이다.

도 14는 2개의 트랜스듀서를 이용한 예를 도시하는 개략적인 평면도이다.

도 15는 2개의 트랜스듀서를 이용한 예를 도시하는 개략적인 평면도이다.

도 16은 본 발명의 또 다른 예를 도시하는 개략적인 단면도이다.

도 17은 산 형상의 챔퍼링부에서의 음향파의 전파 방향을 나타내는 개념도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

11, 21, 31, 41, 51, 61, 71, 81, 91, 101, 111 : 기판

12a, 12b, 13a, 13b, 22a, 22b, 23a, 23b, 32a, 32b, 33a, 33b, 42a, 42b, 43a, 52, 53, 62, 63, 72a, 72b, 73, 82, 83, 93, 103, 113 : 트랜스듀서

14a, 14b, 15a, 15b : 반사 수단

16, 26, 34, 35, 44∼47, 54∼57, 64∼68, 74a, 74b, 75, 76, 84∼86, 87a, 87b, 94∼98, 102, 114a, 114b : 챔퍼링부

본 발명은 손가락 등에 의한 터치 위치의 좌표 정보를 입출력하기 위한 터치 패널(또는 터치 센서 또는 터치 스크린), 특히 음향파 송신 소자와 수신 소자를 포함하며 음향파(초음파 표면탄성파 등)를 이용한 터치 패널(또는 터치위치 검출장치)에 관한 것이다.

터치 패널의 주요한 방식으로서는, 초음파 표면탄성파 방식, 저항막 방식, 정전용량 방식, 전자기유도 방식 등이 알려져 있다. 이러한 방식 중에서, 초음파 표면탄성 방식으로는, 유리 기판 등의 전파 매체 표면의 X축 및 Y축 방향에, 송신 트랜스듀서와 수신 트랜스듀서를 대향하게 위치시켜 터치 위치를 검출하는 방법이 알려져 있다.

한편, 최근 일반적으로 보급되어 있는 방식으로는, 반사 요소 어레이를 통해서, X좌표 및 Y좌표의 검출용으로 각각 한 세트의 송신 및 수신 트랜스듀서(총 4개의 트랜스듀서)를 전파 매체에 장착하여 터치 위치를 검출하는 방법이 알려져 있다(미국 특허 제 4746914호 명세서, 미국 재발행 특허 제 33151호 명세서 및 국제공개공보 WO 96/23292호 공보). 이 방식에서는, X축과 Y축 각각의 신호를 처리하기 위해, 웬드 페이스형(wend face type) 트랜스듀서를 이용하여 전기 신호 처리 회로(제어기)의 송신 회로와 수신 회로를 동시에 스위칭시킨다. 이와 같은 신호 처리를 이용하고 있기 때문에, 스위칭 회로는 물론, 제어기에는 송신 회로 및 수신 회로의 일부 또는 전체적으로 중복된 2개의 그룹이 존재하게 되어, 회로 구성 및 신호 처리가 복잡하게 됨과 동시에, 비용 상승의 원인이 된다.

더욱이, 전파 매체의 표면에 상기 트랜스듀서를 장착하면, 전파 매체의 표면에는 돌기부가 형성되어, 액정 표시 장치(LCD), 특히 두께가 얇은 LCD 모니터를 설치하기가 힘들어진다.

따라서, 본 발명의 목적은, 전파 매체의 표면에 돌기가 생성되는 것을 방지하고, 두께가 얇은 LCD 모니터에 대한 적합성을 높일 수 있으며, 구성을 간소화시킬 수 있는 터치 패널 또는 터치위치 검출장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 트랜스듀서의 개수를 줄일 수 있으며, 회로 구성 및 신호 처리를 간소화시킬 수 있는 터치 패널을 제공하는 데 있다.

본 발명자들은, 전파 매체(패널)의 후면과 표시 장치의 사이에 원래 약간의 틈이 생기는 것에 착안하여, 상기 목적을 달성하기 위해 연구한 결과, 음향파(초음파 표면탄성파 등)가 전파될 수 있는 전파 매체의 단부 표면이나 코너부를 라운딩 또는 챔퍼링 가공하면, 챔퍼링부(라운딩부 또는 전파방향 변환부)를 통해서 음향파가 전파 매체의 전면에서부터 후면으로 혹은 후면에서부터 전면으로 순환(turn around)해서 전파될 수 있음을 발견하여, 본 발명을 완성하였다.

즉, 본 발명의 터치 패널(터치위치 검출장치)은, 음향파를 전파할 수 있는 매체와, 이 전파 매체에 장착되어, 상기 음향파를 송신 또는 수신하기 위한 트랜스듀서를 포함한 터치 패널로서, 상기 전파 매체의 단부 표면 및/ 또는 코너부가 챔퍼링되어 있다. 이와 같은 터치 패널에서는, 챔퍼링부(전파방향 변환부)를 통해서, 음향파 전파 매체의 전면과 후면 사이에서 음향파는 양방향으로 전파될 수 있다. 그러므로, 트랜스듀서는, 상기 음향파 전파 매체의 전면 및/ 또는 후면에 장착될 수 있다. 또한, 터치 패널에 있어서, 음향파 전파 매체의 전면 및 후면 중에서 적어도 한쪽 면의 코너부와 음향파 전파 매체의 측면부(전파 매체의 전면 또는 후면과 측면이 교차되는 엣지부)를 챔퍼링하면 상기 전파 매체의 측면에 트랜스듀서를 설치할 수 있다.

또한, 단부 표면을 챔퍼링하면, 챔퍼링부(방향 변환부)를 통해서 음향파를 반대 방향(X축 방향에서부터 -X축 방향)으로 전파할 수 있고, 코너부를 챔퍼링하면, 챔퍼링부(방향 변환부)를 통해서 음향파를 X축 방향에서부터 Y축 방향으로 변환시킬 수 있다.

더욱이, 전파 매체의 코너부에 V자 형상(또는 계곡 형상)의 절결부(cut portion) 또는 산 형상(chevoron-shaped)의 돌출부를 형성하고, 상기 절결부 또는 돌출부(방향 변환부)를 챔퍼링하면, 전파 매체의 한쪽 면에서 X축 방향 및 Y축 방향에서부터 전파되는 음향파를 챔퍼링부(방향 변환부)를 통해서 다른쪽 면으로 순환시켜서 수렴할 수 있다. 바꿔 말하면, 전파 매체의 다른쪽 면의 수렴부로부터 음향파를 송신하면, 전파 매체의 한쪽 면에서는, 음향파를 X축 방향 및 Y축 방향으로 분기시켜서 전파할 수 있다. 그러므로, 상기 수렴 영역이나 분기 영역에 트랜스듀서를 장착할 수 있으며, 이는 1개의 트랜스듀서가 X축 방향 및 Y축 방향의 음향파를 송신 또는 수신하는 것을 가능하게 한다.

이와 같은 챔퍼링부(방향 변환부)를 이용하면, 음향파를 전파 매체의 한쪽 면에서부터 다른쪽 면으로 순환시켜서 전파할 수 있으므로, 1개 이상의 트랜스듀서를 전파 매체의 후면에 설치할 수 있다. 예를 들면, 송신 및 수신 트랜스듀서를 2∼3개의 트랜스듀서로 구성할 수 있다.

상기 챔퍼링부의 반경 R은, 통상 0.5㎜ 이상이다.

본 발명에는, X축 방향 및 Y축 방향으로 음향파를 전파할 수 있는 매체와, 이 전파 매체에 장착되어, X축 방향 및 Y축 방향의 음향파를 생성시키기 위한 1개 이상의 송신 트랜스듀서와, 상기 전파 매체의 단부 표면 및/ 또는 코너 부위에 형성되며, 또한 상기 송신 트랜스듀서로부터의 음향파를 전파 매체의 전면 또는 후면으로부터 후면 또는 전면으로 순환시켜서 전파하기 위한 챔퍼링부(방향 변환부)와, 상기 전파 매체에 장착되고, 상기 챔퍼링부를 통해 순환해서 전파되는 음향파를 이용하여 X좌표 및 Y좌표의 터치 위치를 검출하기 위한 1개 이상의 수신 트랜스듀서를 포함하고 있는 터치위치 검출장치도 포함된다.

이와 같은 터치 패널에서는, 음향파(초음파 표면탄성파 등)가 전파 매체의 표면을 직진하는 특성을 이용하고 있으며, 음향파는 패널의 단부 표면을 따라 순환할 때, 단면이 반원 형상인 표면위를 나선형으로 진행한다. 그러므로, 터치 패널의 후면에서 생성된 음향파는, 패널의 단부 표면을 따라 순환하여, 터치면인 전면으로 안내된다. 음향파가 전파 매체의 표면상에서 전파되는 경우, 속이 비어 있으며 껍질만으로 구성되어 있는 전파 매체에 대한 전개도를 참조하면 음향파의 진행 방향을 쉽게 이해할 수 있다. 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 구체(1)의 구면상을 진행하는 음향파의 진행 방향(화살표 참조)은, 구체(1)의 중심을 지나는 평면을 따라 절단했을 때, 단면의 선상과 일치한다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 원주 형상의 전파 매체(2)의 표면을 음향파가 진행할 경우, 화살표로 표시된 바와 같이, 전파 매체의 표면을 따라 나선형으로 진행한다. 그렇기 때문에, 전파 매체의 단부 또는 코너부를 챔퍼링하여, 완만한 표면(만곡 표면)으로 가공(챔퍼링 가공)하면, 음향파는 거의 손실되지 않고 전파 매체의 전면 및 후면 중에서 한쪽 면에서부터 다른쪽 면으로 안내될 수 있다.

더욱이, 본 명세서에 있어서 「표면」이란, 음향파가 전파되는 전파 매체의 표면 부근 또는 표면층을 의미한다.

이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 터치 패널의 일실시예를 도시하는 개략적인 평면도이고, 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 개략적인 단면도이다.

도 3에 도시되는 터치 패널(또는 터치위치 검출장치)은, 유리 등으로 형성되고, 또한 음향파를 전파할 수 있는 전파 매체로서의 평판형 사각형 기판(11)과, 이 기판의 후면의 단부 또는 코너부에 장착되어, 상기 음향파를 송신 또는 수신하기 위한 트랜스듀서(12a, 12b, 13a, 13b)를 포함하고 있다. 송신 트랜스듀서는, X축 송신 영역(기점 영역)에 설치된 송신 트랜스듀서(12a)와, Y축 송신 영역(기점 영역)에 설치된 송신 트랜스듀서(13a)를 포함하며, 수신 트랜스듀서는, 상기 기판(11)의 X축 송신 영역에 대향하는 X축의 수신 영역에 설치되어, X좌표의 터치 위치를 검출하기 위한 수신 트랜스듀서(12b)와, 상기 기판의 Y축 송신 영역에 대향하는 Y축의 수신 영역에 설치되어, Y좌표의 터치 위치를 검출하기 위한 수신 트랜스듀서(13b)를 포함한다. 즉, 상기 기판(11)의 X좌표 및 Y좌표의 터치 위치를 검출하기 위해 한 쌍의 송신 트랜스듀서(12a, 13a)와, 한 쌍의 수신 트랜스듀서(12b, 13b)가 제공된다.

더욱이, 본 발명의 터치 패널(위치 검출 장치)은, 한 쌍의 X축 반사수단(14)과 한 쌍의 Y축 반사수단(15)을 포함하고 있다. 즉, 한 쌍의 X축 반사수단(14)은, 송신 영역의 송신 트랜스듀서(12a)에서부터 X축 방향으로 전파되는 음향파를 -Y축 방향으로 반사하기 위한 제 1 X축 반사수단(14a)과, 기판(11)의 상기 제 1 X축 반사수단에 대향하는 측부에 형성되며, 또한 -Y축 방향으로 전파되는 음향파를 -X축 방향으로 반사하기 위한 제 2 X축 반사수단(14b)을 포함한다. 또한, 한 쌍의 Y축 반사수단(15)은, 송신 트랜스듀서(13a)로부터 Y축 방향으로 전파되는 음향파를 -X축 방향으로 반사하기 위한 제 1 Y축 반사수단(15a)과, 기판(11)의 상기 제 1 Y축 반사수단에 대향하는 측부에 형성되며, 또한 -X축 방향으로 전파되는 음향파를 -Y축 방향으로 반사하기 위한 제 2 Y축 반사수단(15b)을 포함한다. 본 예에서는, 각 반사수단은, 반사 어레이(reflecting array)로 구성되어 있다. 이러한 반사수단들에 의해, 기판(11)의 표시 영역(반사수단으로 둘러싸인 영역)에서 X축 및 Y축 방향으로 음향파를 전파할 수 있다.

그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 기판(11)의 측면(기판의 전면 및 후면과 측면이 서로 교차되는 엣지부)은 전체 둘레에 걸쳐 소정의 반경 R로 챔퍼링되어, 반구 형상의 단면을 갖는 챔퍼링부(16)(X/-X축 또는 Y/-Y축 방향 변환부)를 형성한다. 그러므로, X축 송신 트랜스듀서(12a)로부터의 음향파는, 챔퍼링부(16)를 통해서 기판(11)의 후면에서부터 전면으로 전파되고, 기판(11)의 전면에서 X축 방향으로 전파되는 음향파의 일부는 제 1 X축 반사수단(14a)에 의해 -Y축 방향으로 반사된다. 기판(11)의 표시 영역에서 -Y축 방향으로 전파하는 음향파는 제 2 X축 반사수단(14b)에 의해 -X축 방향으로 반사되며, 챔퍼링부(16)를 통해서 기판(11)의 전면에서부터 후면으로 순환하여, 상기 기판(11)의 후면의 수신 영역의 수신 트랜스듀서(12b)에 의해 X축 방향의 터치 위치 정보가 검출된다. 한편, Y축 송신 트랜스듀서(13a)로부터의 음향파는, 상기와 마찬가지로, 챔퍼링부(16)를 통해서 기판(11)의 전면 및 후면으로 전파되고, 기판(11)의 전면에서는 제 1 Y축 반사수단(15a) 및 제 2 Y축 반사수단(15b)에 의해 반사되며, 챔퍼링부(16)를 통해서 기판(11)의 전면에서 후면으로 순환하여, 기판(11) 후면의 수신 영역에 설치된 수신 트랜스듀서(13b)에 의해 Y축 방향의 터치 위치 정보가 검출된다. 수신 신호는 시간 축을 따라 해석되어, 터치 좌표를 검출한다.

이와 같은 터치 패널에서는, 기판(11)의 전면에는 돌기부가 거의 생성되지 않는다. 그렇기 때문에, 두께가 얇은 LCD 모니터에 대한 적합성을 높일 수 있음과 동시에, 구성을 간소화할 수 있다. 특히, 회로 구성 및 신호 처리를 간소화할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 개략적인 평면도이고, 도 6은 코너부의 챔퍼링부에 있어서의 음향파의 전파 방향을 나타내는 개념도이다. 또한, 상기 도 3 및 도 4와 동일한 요소에는 같은 도면 부호를 붙여 설명한다.

본 예에서는 기판(21)의 코너부가 챔퍼링되어 있다. 즉, 평판형 사각형 기판(21)의 코너부는 비스듬한 방향으로 (인접하는 각 변에 대해 약 45° 각도로) 절취되고, 이 경사 코너부(26)의 단부 표면은, 소정의 반경 R로 챔퍼링되어, 단면이 반원통 형상 또는 반구면 형상인 챔퍼링부(26)(X/Y축 방향 변환부)가 형성된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 인접한 변이 교차되는 코너부에 형성된 챔퍼링부(26)에 의해, X축 또는 Y축 방향으로 전파되는 음향파가, 기판(전파 매체)(21)의 전면 및 후면에서 Y축 방향 또는 X축 방향으로 변환(반전)될 수 있다. 즉, 기판(21) 후면의 송신 영역에서는, 상기 경사 코너부에 대해 약 45°각도로 음향파가 전파(송신 또는 수신)되고 있다. X축 송신 트랜스듀서(22a) 및 Y축 송신 트랜스듀서(23a)로부터의 음향파는, 기판(21)의 후면에서부터 챔퍼링부(26)를 따라 나선형으로 진행하고, 전면에서는 후면의 진행 방향에 대해 90° 틀어진 방향, 즉 X축 방향 또는 Y축 방향으로 전파된다. 기판(21)의 전면에 있어서, 음향파는 X축 반사수단(14a, 14b) 및 Y축 반사수단(15a, 15b)에 의해 표시 영역의 전체 영역을 전파한다. -X축 방향 또는 -Y축 방향으로 반사된 음향파는, 챔퍼링부(경사 코너부)(26)에 있어서, 상기와 반대로, 기판(21)의 전면에서부터 챔퍼링부를 따라 나선형으로 진행하며, 후면에서는 전면의 진행방향에 대해 90° 틀어진 방향, 즉 Y축 방향 또는 X축 방향으로 전파하여, X축 수신 트랜스듀서(22b) 및 Y축 수신 트랜스듀서(23b)로 수신된다.

이와 같은 터치위치 검출장치에서는, 기판의 코너부를 반경 R로 챔퍼링하여, 트랜스듀서의 송신 또는 수신 방향을 제어함으로써 구조를 간소화시킬 수 있다. 게다가, 상기와 마찬가지로 기판의 표면에 돌기부가 생성되지 않기 때문에, 두께가 얇은 표시 장치에 유효하게 적용할 수 있으며, 얇은 화상 표시 장치를 형성할 수 있다.

상기 예에서는, 한 쌍의 송신 트랜스듀서 및 한 쌍의 수신 트랜스듀서(총 4개의 트랜스듀서)가 기판의 후면에 설치되어 있으나, 1개 이상의 트랜스듀서를 전파 매체의 후면에 설치할 수 있다. 또한, 음향파 전파 매체의 단부 표면에 형성된 챔퍼링부와 코너부에 형성된 챔퍼링부를 조합시킴으로써, 본 발명에서는 트랜스듀서의 수를 2∼3개로 줄일 수도 있다. 전파 매체의 단부 표면에 형성된 챔퍼링부와 코너부에 형성된 챔퍼링부는, 통상적으로 전파 매체의 인접하는 변의 단부에 형성되어 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예를 도시하는 개략적인 평면도이다. 본 예에서는 3개의 트랜스듀서가 기판의 표면에 설치되어 있다.

즉, 기판(31)의 전면상에, X축 방향의 송신 영역에는 X축 송신 트랜스듀서(32a)가 설치되고, 이 송신 트랜스듀서로부터의 음향파는, X축 방향으로 진행하여 제 1 X축 반사수단(14a)에 의해 -Y축 방향으로 반사되며, 반사된 음향파는 제 2 X축 반사수단(14b)에 의해 -X축 방향으로 반사되어, 기판(31)의 전면의 X축 방향의 수신 영역에 설치된 X축 수신 트랜스듀서(32b)에 의해 검출된다.

한편, 기판(31)의 전면의 Y축 방향의 송신 영역(X축 방향의 송신 영역에 인접한 부위)에는 Y축 송신 트랜스듀서(33a)가 설치되고, 이 송신 트랜스듀서로부터의 음향파는, -Y축 방향으로 진행하여 제 2 Y축 반사수단(15b)에 의해 X축 방향으로 반사되며, 반사된 음향파는 제 1 Y축 반사수단(15a)에 의해 Y축 방향으로 반사된다.

기판(31)상의 제 1 Y축 반사수단(15a)과 관련된 음향파의 진행 방향(반사 수단으로서의 반사 어레이가 배열된 Y축 방향)의 단부의 표면에는, 소정의 반경을 갖는 챔퍼링부(34)가 형성되어 있으며, Y축 방향에서 그 챔퍼링부에 대향하는 코너부(단부 표면의 챔퍼링부에 인접한 코너부)에는, 상기 도 6과 마찬가지의 경사 챔퍼링부(35)가 형성되어 있다.

그러므로, 제 1 Y축 반사수단(15a)에 의해 Y축 방향으로 반사된 음향파는, 챔퍼링부(34)를 통해서 기판(31)을 전면에서 후면으로 순환하여, 기판(31)의 후면을 -Y축 방향으로 전파한다. 이 전파 음향파는, 경사 챔퍼링부(35)에 도달하여 후면에서 전면으로 90° 틀어져서 진행하고, 기판(31)의 전면에서는 제 2 X축 반사수단(14b)을 -X축 방향으로 통과하여 수신 영역에 설치된 X축 수신 트랜스듀서(32b)에 의해 수신된다. 즉, 1개의 수신 트랜스듀서(32b)에 의해 X좌표 및 Y좌표에 관한 음향파를 수신하고 있다.

또한, 하나의 트랜스듀서로 음향파를 검출해도, X축 방향으로 전파되는 음향파의 경로 길이와 Y축 방향으로 전파되는 음향파의 경로 길이가 상이하기 때문에, 시간 지연이 발생하여, X성분 및 Y성분을 분리하여 검출할 수 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 개략적인 평면도이다. 본 예에서는, 3개의 트랜스듀서가 기판의 후면에 설치되어 있다.

즉, 기판(41)의 후면의 X축 방향의 송신 영역에는 X축 송신 트랜스듀서(42a)가 기판(41)의 측부 바깥쪽(-X축 방향)을 향해 설치되어 있으며, 송신 트랜스듀서(42a)가 향하는 기판(41)의 단부 표면(송신 방향의 단부 표면)에는 챔퍼링부(44a)가 형성되어 있다. 상기 송신 트랜스듀서(42a)로부터의 음향파는, -X축 방향으로 진행하여 챔퍼링부(44)를 통해서 기판(41)의 전면에서 X축 방향으로 진행하여, 제 1 X축 반사수단(14a)에 의해 -Y축 방향으로 반사되며, 반사된 음향파는 제 2 X축 반사수단(14b)에 의해 -X축 방향으로 반사된다. -X축 방향으로 반사되어 진행하는 음향파는, 기판(41)의 코너부에 형성된 상기 도 6과 마찬가지의 경사 챔퍼링부(45)를 통해서 90° 틀어져서 전면에서부터 후면의 Y축 방향으로 진행하며, 기판(41) 후면의 수신 영역에 설치된 X축 수신 트랜스듀서(42b)에 의해 검출된다.

한편, 기판(31)의 후면 중에서 Y축 방향의 송신 영역(X축 방향의 송신 영역에 인접한 부위)에는, -Y축 방향의 측부 바깥쪽을 향해 Y축 송신 트랜스듀서(43a)가 설치되고, 이 송신 트랜스듀서로부터의 음향파는, -Y축 방향으로 진행하여 단부 표면의 챔퍼링부(44b)에 의해 전면으로 순환하여, 제 2 Y축 반사수단(15b)에 의해 X축 방향으로 반사되며, 반사된 음향파는 제 1 Y축 반사수단(15a)에 의해 Y축 방향으로 반사된다.

기판(31) 중에서 제 1 Y축 반사수단(15a)이 배열되는 Y축 방향의 단부 표면에는, 반경 R을 갖는 챔퍼링부(46)가 형성되어 있으며, Y축 방향으로 그 챔퍼링부에 대향하는 코너부(단부 표면의 챔퍼링부에 인접한 코너부)에는, 경사 챔퍼링부(47)가 형성되어 있다.

그러므로, 제 1 Y축 반사수단(15a)을 Y축 방향으로 투과한 음향파는, 챔퍼링부(46)를 통해서 기판(41)을 전면에서 후면으로 순환하여, 기판(41)의 후면에서 -Y축 방향으로 전파한다. 이 전파 음향파는, 경사 챔퍼링부(47)에 도달하여 전면 및 후면으로 90° 틀어져서 진행하며, 기판(41)의 표면에서는 제 2 X축 반사수단(14b)을 투과하여 -X축 방향으로 진행하고, 상기 경사 챔퍼링부(45)에 의해 전면에서 후면으로 90° 틀어져서 Y축 방향으로 진행하며, 수신 영역에 설치된 상기 X축 수신 트랜스듀서(42b)에 의해 수신된다. 즉, 1개의 수신 트랜스듀서(42b)로, X축 방향 및 Y축 방향으로 전파된 음향파를 모두 검출할 수 있다.

더욱이, 도 9 및 도 10에 도시하는 실시예에서는, 2개의 트랜스듀서(1개의 송신 트랜스듀서와 1개의 수신 트랜스듀서)를 이용하여 X좌표 및 Y좌표 데이터를 검출하고 있다.

즉, 도 9에 도시하는 예에서는, 기판(51) 전면의 송신 영역에 설치된 송신 트랜스듀서(52)로부터의 음향파의 일부는, 제 1 X축 반사수단(14a)에 의해 -Y축 방향으로 반사되며, 제 2 X축 반사수단(14b)에 의해 -X축 방향으로 진행하여, 기판(51) 전면의 수신 영역에 X축 방향을 향해 설치된 수신 트랜스듀서(53)에 의해 수신된다.

한편, 제 1 X축 반사수단(14a)을 투과하는 음향파는, 기판(51)의 전면에서 X축 방향으로 진행하여, 코너부의 경사 챔퍼링부(54)에 의해 90° 틀어져서 후면으로 순환하며, 후면에서 -Y축 방향으로 진행하여, 단부 표면의 챔퍼링부(55)에 의해 후면에서 전면으로 진행하여 제 1 Y축 반사수단(15a)에 의해 -X축 방향으로 반사된다. -X축 방향으로 반사된 음향파는, 제 2 Y축 반사수단(15b)에 의해 -Y축 방향으로 진행하여, 코너부의 경사 챔퍼링부(56)에 의해 전면에서 후면으로 90° 틀어져서 순환하며, 후면에서 X축 방향으로 진행한다. 기판(51)의 후면에서 X축 방향으로 진행하는 음향파는, 단부 표면의 챔퍼링부(57)에 의해 기판(51)의 전면으로 순환하여, 기판(51)의 표면에서 제 2 X축 반사수단(14b)을 투과하여 -X축 방향으로 진행하며, 수신 트랜스듀서(53)에 의해 수신된다.

도 10에 도시하는 터치 패널에서는, 기판(61) 후면의 송신 영역에 측부 바깥쪽을 향해서 송신 트랜스듀서(62)가 설치되어 있다. 이 송신 트랜스듀서로부터의 음향파는, 단부 표면의 챔퍼링부(64)에 있어서 전면으로 순환하여, 기판(61)의 전면에서 X축 방향으로 진행하여, 음향파의 일부는 제 1 X축 반사수단(14a)에 의해 -Y축 방향으로 반사되고, 나머지 음향파는 모두 X축 방향으로 진행하여, 제 1 X축 반사수단(14a)을 투과한다.

-Y축 방향으로 반사된 음향파는, 제 2 X축 반사수단(14b)에 의해 -X축 방향으로 반사되고, 코너부의 경사 챔퍼링부(66)에 의해 90° 틀어져서 후면으로 순환하며, 기판(61)의 후면에 -Y축 방향을 향해서 설치된 수신 트랜스듀서(63)에 수신된다.

한편, 제 1 X축 반사수단(14a)을 투과하여 X축 방향으로 진행하는 음향파는, 코너부의 경사 챔퍼링부(65)에서 전면에서부터 90°틀어져서 후면으로 순환하며, 후면에서 -Y축 방향으로 진행하여, -Y축 방향의 단부 표면에 형성된 챔퍼링부(67)를 통해서 기판(61)의 전면으로 순환하여, Y축 방향으로 진행한다. Y축 방향으로 진행하는 음향파는 제 1 Y축 반사수단(15a)에 의해 -X축 방향으로 반사되어, 제 2 Y축 반사수단(15b)에 의해 -Y축 방향으로 진행한다. -Y축 방향으로 진행하는 음향파는 코너부의 상기 경사 챔퍼링부(66)에서 전면에서부터 90°틀어져서 후면으로 순환하며, 기판(61)의 후면에서 X축 방향으로 진행하여, X축 방향의 단부 표면에 형성된 챔퍼링부(68)에 의해 전면으로 순환하여, 제 2 X축 반사수단(14b)을 투과하여 상기 코너부의 경사 챔퍼링부(66)에서 90° 틀어져서 후면으로 순환하며, -Y축 방향을 향해서 설치된 상기 수신 트랜스듀서(63)로 수신된다.

본 발명에서는, 챔퍼링부를 이용하여 X축 방향 및 Y축 방향의 음향파를 수렴시킬 수 있음과 동시에, 음향파를 X축 방향 및 Y축 방향으로 분기시킬 수도 있다. 그러므로, 트랜스듀서의 개수를 줄일 수 있다.

도 11은 본 발명의 다른 예를 도시하는 개략적인 평면도이며, 도 12는 도 11의 V자 형상 또는 계곡 형상의 챔퍼링부에서의 음향파의 전파 방향을 나타내는 개념도이다.

기판(71)의 표면의 각 변이 서로 교차되는 4개의 코너부 중에서 대각되는 코너부의 송신 영역에는, 음향파를 생성하여 X축 방향 및 Y축 방향으로 전파하기 위한 X축 송신 트랜스듀서(72a) 및 Y축 송신 트랜스듀서(72b)가 각각 설치되어 있다.

이러한 송신 트랜스듀서(72a, 72b)로부터의 음향파의 전파 방향(X축 및 Y축 송신 방향)과는 반대 방향(-X축 및 -Y축 방향)의 코너부에는, 각도 약 135°(예를 들어, 135±10°)의 외각을 갖는 V자 형상 또는 계곡 형상의 절결부가 형성되고, 이 V자 형상의 절결부는 챔퍼링되어, 서로 인접한 2개의 챔퍼링부(수렴 방향 변환부)(74a, 74b)가 형성된다. 또한, 기판(71)의 후면에서 상기 챔퍼링부(74a, 74b)의 안쪽 부위(수신 부위)에는 V자 형상의 챔퍼링부(74a, 74b)를 향해서 수신 트랜스듀서(73)가 설치되어 있다.

이와 같은 터치 패널에 있어서, X축 송신 트랜스듀서(72a)로부터의 음향파는 X축 방향으로 전파되고, 제 1 X축 반사수단(14a)에 의해 -Y축 방향으로 반사되며, 제 2 X축 반사수단(14b)에 의해 -X축 방향으로 진행하여, 상기 챔퍼링부(74a)에 도달한다. 또한, Y축 송신 트랜스듀서(72b)로부터의 음향파는 Y축 방향으로 전파되어, 제 1 Y축 반사수단(15a)에 의해 -X축 방향으로 반사되며, 제 2 Y축 반사수단(15b)에 의해 -Y축 방향으로 진행하여, 상기 챔퍼링부(74b)에 도달한다. 기판(71)의 각각의 인접하는 변에 대한 각 챔퍼링부(74a, 74b)의 변의 각도(θ)는 약 67.5°(예를 들어, 67.5±5°)이다. 또한, 수신 트랜스듀서(73)의 길이방향 축은, 기판의 각 변에 대해 약 45°의 각도, 즉 각 챔퍼링부에서 순환하여 전파되는 음향파의 진행 방향에 대해 약 90°의 각도로 설치되어 있다.

그리고, 도 12에 도시된 바와 같이, -X축 방향으로 진행하는 음향파는, 경사 챔퍼링부(74a)에서 45° 틀어져서 전면에서부터 후면으로 순환하여, 상기 수신 트랜스듀서(73)에 수렴된다. 또한, -Y축 방향으로 진행하는 음향파는, 경사 챔퍼링부(74b))에 있어서 45° 틀어져서 전면에서부터 후면으로 순환하여, 상기 수신 트랜스듀서(73)에 수렴된다. 그러므로, 챔퍼링부(수렴 방향 변환부)(74a, 74b)에 의해 X축 및 Y축 방향의 음향파를 수렴시켜, 수렴 영역에 설치된 1개의 수신 트랜스듀서(73)로 수신할 수 있다.

도 13은, 도 11 및 도 12에 도시하는 터치 패널의 변경예를 도시하는 개략적인 평면도이다. 본 예에서는, (1) 기판(71)의 후면에서 각 변이 교차되는 4개의 코너부 중에서 대각되는 부위의 코너부의 송신 영역에, 음향파를 -X축 방향 및 -Y축 방향으로 전파해서 전환시키기 위해, X축 송신 트랜스듀서(72a) 및 Y축 송신 트랜스듀서(72b)가 측부 바깥쪽(-X축 방향, -Y축 방향)을 향해서 각각 설치되어 있는 점, (2) 각 송신 트랜스듀서(72a, 72b)의 송신 방향(-X축 방향 및 -Y축 방향)의 단부 표면에 챔퍼링부(75, 76)가 각각 형성되어, 음향파를 기판(71)의 후면에서 전면으로 순환시켜서 X축 방향 및 Y축 방향으로 각각 전파하고 있는 점을 제외하면, 도 11 및 도 12에 도시하는 터치 패널과 동일하게 구성되어 있다.

도 14 및 도 15는, 각각 2개의 트랜스듀서를 이용한 예를 도시하는 개략적인 평면도이다.

도 14에 도시하는 터치 패널에서는, 기판(81)의 후면의 송신 영역에 측부 바깥쪽을 향해서 설치된 송신 트랜스듀서(82)로부터의 음향파는, 단부 표면의 챔퍼링부(84)를 통해서 기판(81)의 전면으로 순환하여, X축 방향으로 진행한다. X축 방향으로 진행하는 음향파의 일부는, 제 1 X축 반사수단(14a)에 의해 -Y축 방향으로 반사되며, 반사된 음향파는 제 2 X축 반사수단(14b)에 의해 -X축 방향으로 반사되어, 코너부의 V자 형상의 챔퍼링부(87a)에 도달한다.

또한, 음향파의 일부는, 제 1 X축 반사수단(14a)을 투과해서 코너부의 챔퍼링부(85)에 도달하여, 90° 틀어져서 전면에서부터 후면으로 순환하여 -Y축 방향으로 진행하며, 단부 표면의 챔퍼링부(86)에 의해 후면에서부터 전면으로 순환하여 Y축 방향으로 전파되어, 제 1 Y축 반사수단(15a)에 의해 -X축 방향으로 반사된다. -X축 방향으로 반사된 음향파는 제 2 Y축 반사수단(15b)에 의해 -Y축 방향으로 안내되어, 코너부의 V자 형상의 챔퍼링부(87b)에 도달한다.

그리고, -X축 방향으로 안내되어, V자 형상의 챔퍼링부 중에서 챔퍼링부(87a)에 도달한 X축 음향파와, -Y축 방향으로 안내되며, V자 형상의 챔퍼링부 중에서 챔퍼링부(87b)에 도달한 Y축 음향파는, V자 형상의 챔퍼링부(87a, 87b)에서, 각각 45° 틀어져서 전면에서부터 후면으로 진행하여 수렴되어, 수렴 영역에 설치된 수신 트랜스듀서(83)에 의해 수신된다.

도 15에 도시하는 장치에서는, 기판(91)의 후면의 송신 영역에 측부 바깥쪽을 향해서 설치된 송신 트랜스듀서(92)로부터의 음향파는, 단부 표면의 챔퍼링부(94)를 통해서 기판(91)의 전면으로 순환하여, X축 방향으로 진행한다. X축 방향으로 진행하는 음향파의 일부는, 제 1 X축 반사수단(14a)에 의해 -Y축 방향으로 반사되며, 반사된 음향파는 제 2 X축 반사수단(14b)에 의해 -X축 방향으로 반사되어, 코너부의 V자 형상의 챔퍼링부(98a)에 도달한다.

또한, 음향파의 일부는, 제 1 X축 반사수단(14a)을 투과해서 코너부의 챔퍼링부(95)에 도달하여, 90° 틀어져서 기판(91)의 전면에서부터 후면의 -Y축 방향으로 진행하여, 단부 표면의 챔퍼링부(96)에 의해 기판의 후면에서부터 전면으로 순환하여 Y축 방향으로 전파되며, 제 1 Y축 반사수단(15a)에 의해 -X축 방향으로 반사된다. -X축 방향으로 반사된 음향파는 측부 단부 표면의 챔퍼링부(97)에 의해 기판(91)의 전면에서부터 후면으로 순환하여 -X축 방향으로 전파되며, 또한 반대측의 측부 단부 표면의 챔퍼링부(94)에 의해 기판(91)의 후면에서부터 전면으로 순환하여 X축 방향으로 전파되고, 제 2 Y축 반사수단(15b)에 의해 -Y축 방향으로 반사되어, 코너부의 V자 형상의 챔퍼링부(98b)에 도달한다.

그리고, -X축 방향으로 안내되어, V자 형상의 챔퍼링부 중에서 챔퍼링부(98a)에 도달한 X축 음향파와, -Y축 방향으로 안내되어, V자 형상의 챔퍼링부 중에서 챔퍼링부(98b)에 도달한 Y축 음향파는, V자 형상의 챔퍼링부(수렴 방향 변환부)(98a, 98b)에서, 각각 45° 틀어져서 기판(91)의 전면에서부터 후면으로 진행하여 수렴되며, 수렴 영역에 설치된 수신 트랜스듀서(93)에 의해 수신된다.

또한, 상기 송신 트랜스듀서와 수신 트랜스듀서는 상호 호환성이 있다. 그렇기 때문에, 예를 들어 상기 도 11 및 도 12에 도시하는 장치에 있어서, 상기 수신 트랜스듀서(73)를 송신 트랜스듀서로 하고, 송신 트랜스듀서(72a, 72b)를 수신 트랜스듀서로 하면, 분기 영역(branching area)에 설치된 송신 트랜스듀서로부터의 음향파를 상기 V자 형상의 챔퍼링부에 의해 X축 방향 및 Y축 방향으로 분기시켜, X축 방향으로부터의 음향파와 Y축 방향으로부터의 음향파를 수신 트랜스듀서로 수신할 수 있다.

도 16은 본 발명의 또 다른 예를 도시하는 개략적인 단면도로서, 본 예에서는 기판의 측면에 트랜스듀서가 설치되어 있다. 즉, 기판(음향파 전파 매체)(101)의 전면 및 후면 중에서 적어도 한쪽 면과, 기판(101)의 측면이 교차되는 모서리부(엣지부)에는, 챔퍼링에 의하여 챔퍼링부(102)가 형성되고, 상기 기판(101)의 측면에는 송신 또는 수신 트랜스듀서(103)가 설치되어 있다.

이와 같은 터치 패널에서는, 송신 트랜스듀서(103)로부터의 음향파를 기판(101)의 측면으로부터 전면(또는 후면)으로 순환시켜서 전파할 수 있음과 동시에, 전면(또는 후면)으로부터 전파되는 음향파를 측면으로 순환시켜서 수신 트랜스듀서(103)로 수신할 수 있다. 그렇기 때문에, 기판(101)의 전면 및 후면에 돌기가 생성되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

본 발명의 터치 패널(터치위치 검출장치)에 있어서, 기판의 코너 영역에서 음향파의 진행 방향을 한쪽의 표면에서부터 다른쪽 표면으로 소정 각도로 틀어서 전파하기 위하여, 도 17에 도시하는 바와 같이 V자 형상 또는 계곡 형상의 절결부와는 달리 기판의 코너 영역에는 바깥쪽으로 삼각 형상의 산 모양으로 돌출되고, 또한 단부 표면이 챔퍼링된 산 모양으로 돌출부(산 형상 챔퍼링부 또는 분기 방향 변환부)가 제공될 수 있다. 도 17은 산 형상의 챔퍼링부에서의 음향파의 전파 방향을 나타내는 개념도이다.

본 예에서는, 기판(111)의 코너 영역에는, 기판의 측부(예컨대 X축 반사수단의 설치 영역)를 따라 -X축 방향(또는 X축 방향)으로 진행하는 음향파의 진행 방향과 교차하는 경사 챔퍼링부(114a)와, 기판의 측부(예컨대, Y축 반사수단의 설치 영역)를 따라 -Y축 방향(또는 Y축 방향)으로 진행하는 음향파의 진행 방향과 교차하는 경사 챔퍼링부(114b)를 포함하는 산 형상의 챔퍼링부(분기 방향 변환부)가 형성되어 있다. 또한, 이러한 산 형상의 챔퍼링부는, 상기 V자 형상의 챔퍼링부와 대칭적으로 형성되어 있으며, 경사 챔퍼링부(114a)와 경사 챔퍼링부(114b) 사이의 각도는 135° 정도(예를 들어, 135±10°)로 형성되어 있다. 또, 경사 챔퍼링부(114a, 114b)와 기판(111)의 변과의 사이의 각도(θ)는 약 22.5°(예를 들면, 22.5±5°)이다.

그러므로, -X축 방향(또는 X축 방향)으로 진행하는 음향파는, 경사 챔퍼링부(114a)에 있어서 45° 틀어져서 전면에서부터 후면으로 순환하여, 상기 수신 트랜스듀서(113)로 수렴된다. 또한, -Y축 방향(또는 Y축 방향)으로 진행하는 음향파는, 경사 챔퍼링부(114b)에 있어서 45° 틀어져서 전면에서부터 후면으로 순환되며, 상기 수신 트랜스듀서(113)에 수렴된다. 그러므로, 챔퍼링부(114a, 114b)에 의해 X축 및 Y축 방향의 음향파가 수렴되어, 수렴 영역에 설치된 1개의 수신 트랜스듀서(113)에 수신될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 터치 패널(터치위치 검출장치)은, X축 방향 및 Y축 방향으로 음향파를 전파할 수 있는 매체와, 이 전파 매체에 장착되어, X축 방향 및 Y축 방향의 음향파를 생성시키기 위한 1개 이상의 송신 트랜스듀서와, 상기 전파 매체의 단부 표면 및/ 또는 코너 부위에 형성되고, 또한 상기 송신 트랜스듀서로부터의 음향파를 전파 매체의 전면 및 후면으로 순환시켜서 전파하기 위한 챔퍼링부(방향 변환부)를 포함하고 있다. 그리고, 상기 전파 매체에 장착된 1개 이상의 수신 트랜스듀서에 의해 상기 챔퍼링부를 순환하여 전파되는 음향파가 수신되어, X좌표 및 Y좌표의 터치 위치를 검출할 수 있다.

본 발명에 있어서, 전파 매체의 챔퍼링부의 반경 R은, 기판의 두께에 따라 선택할 수 있으며, 예를 들어 0.5㎜ 이상(예컨대, 0.5∼5㎜, 바람직하게는 0.7∼5㎜), 바람직하게는 1㎜ 이상(예컨대, 1∼3㎜)일 수 있으며, 통상 1.2∼2.5㎜ 정도이다.

또한, 전파 매체(기판)의 재질은, 음향파(탄성표면파, 특히 초음파 탄성표면파)를 전파할 수 있으면 특별히 제한되지 않으며, 가령 유리(소다석회 유리, 붕규산 유리, 크라운 유리, 바륨 함유 유리, 지르코늄 함유 유리, 스트론튬 함유 유리 등), 세라믹, 금속(알루미늄 등), 음향파 감쇠율이 낮은 중합체 등을 이용할 수 있다. 본 발명에서는 송신 트랜스듀서로부터 수신 트랜스듀서로의 음향파의 전파 거리가 길어지는 경우가 있다. 그러므로, 기판(전파 매체)은, 저손실 또는 저감쇠 재료, 예를 들어 주파수 5.53㎒의 레일리파(Rayleigh wave)를 전파했을 때, 감쇠 계수가 0.5㏈/㎝ 이하(특히 0.3㏈/㎝ 이하)의 재료(예컨대, 붕규산 유리, 바륨 함유 유리, 지르코늄 함유 유리, 스트론튬 함유 유리 등)로 형성하는 것이 바람직하다.

전파 매체는 통상적으로 평평한 표면을 갖도록 형성되며, 통상 플랫 패널(flat panel) 또는 만곡 패널(특히 저곡률 패널)로 구성되어 있다.

음향파를 송신 또는 수신하기 위한 트랜스듀서로서는, 관용의 트랜스듀서, 가령 압전 공진기와, 단면이 삼각형인 플라스틱 등으로 구성된 웨지형(wedge-type) 트랜스듀서 등을 사용할 수 있다. 또한, 송신 트랜스듀서와 수신 트랜스듀서의 구조는, 통상적으로 사용 형태가 다른 점을 제외하고 실질적으로 동일해도 된다.

본 발명에 있어서, 전파 매체의 단부 표면을 챔퍼링(반경 R로 챔퍼링)하면, 전파 매체의 전면 및 후면에서, 음향파의 진행 방향은 실질적으로 변화되지 않으면서 반전(X/-X축 또는 Y/-Y축 방향 변환)될 수 있는 반면, 코너부를 챔퍼링하면, 전파 매체의 전면 및 후면에서 음향파의 진행 방향을 변화시키면서 반전(X/Y축 방향 변환)시킬 수 있다. 또한, 코너부에 V자 형상(계곡 형상) 또는 산 형상의 챔퍼링부를 형성하면, 전파 매체의 한쪽 면을 진행하는 음향파를 다른 면에서 수렴(수렴 방향 변환)하거나, 분기(분기 방향 변환)시킬 수 있다. 이를 위해, 전파 매체의 단부 표면 및/ 또는 코너부 중에서, 음향파가 순환해서 전파되는 원하는 부위를 챔퍼링하거나, 전파 매체의 단부 표면의 적어도 일부(또는 전체 둘레)를 챔퍼링해도 되고, 또는 전파 매체의 4개의 코너부 중 적어도 한 개의 코너부(또는 모든 코너부)를 챔퍼링해도 된다.

상기와 같이, 전파 매체의 단부 표면에 챔퍼링부를 형성하면, 전파 매체의 전면과 후면 사이에서 음향파를 반전시킬(즉, 반대 방향으로 진행시킬) 수 있으며, 기판의 코너부에 교차 챔퍼링부를 형성하면, 전파 매체의 전면과 후면 사이에서 음향파를 예를 들어, 90° 각도로 변경시켜서 진행시킬 수 있다.

또한, 코너부의 V자 형상 또는 산 형상의 인접하는 챔퍼링부를 이용하여 X축 음향파와 Y축 음향파를 반드시 1개의 트랜스듀서로 수신할 필요는 없으며, 인접하는 각 챔퍼링부의 각도를 적당히 선택하여 X축 음향파와 Y축 음향파를 개별적인 트랜스듀서로 수신해도 된다.

더욱이, 송신 트랜스듀서로부터의 음향파를 수신 트랜스듀서에서 보다 효과적으로 수신하기 위해, 음향파(특히 초음파)의 진행 방향에 대해 교차되는 상기 챔퍼링부의 폭을 트랜스듀서의 길이(폭)보다 크게 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 음향파의 진행 방향과 챔퍼링부가 직교하는 경우(기판의 측부 단부 표면에 챔퍼링부를 형성하는 경우 등), 챔퍼링부의 폭은 트랜스듀서의 폭보다 넓게 형성되고, 음향파의 진행 방향이 챔퍼링부에 수직인 방향과 θ의 각도를 이루는 경우(기판의 코너부에 챔퍼링부를 형성하는 경우 등), 챔퍼링부의 폭은, 트랜스듀서의 폭×cosθ보다 넓게 형성된다.

또한, 전파 매체의 챔퍼링부의 반경 R은, 통상 반원 형상의 단면(구면 마무리(spherical-finished))을 갖는다.

음향파를 생성하는 수단은, 통상적으로 압전 공진기(세라믹 압전 공진기나 중합체 압전 공진기 등)로 구성된 벌크 생성 수단을 포함하고 있으며, 벌크파 생성수단에 의해 생성된 벌크파는, 음향파 트랜스듀서(웨지형 트랜스듀서 등)에 의해 음향파로 상호 변환된다.

음향파로서는, 길이방향 모드(longitudinal mode), 표면에 대해 평행한 진동 방향을 갖는 수평 편광 전단 모드(horizontally polarized shear mode) 및 표면에 수직인 평면에서 진동 방향을 갖는 수직 편광 전단 모드(vertically polarized shear mode)로부터 선택된 1개 이상의 송신 성분을 갖는 음향파를 이용할 수 있다. 바람직한 음향파는, 레일리파, 특히 탄성표면파(그 중에서도 초음파 탄성표면파)이다.

반사 수단은 반드시 상기 반사 어레이로 구성할 필요는 없으며, 일부의 음향파(탄성표면파 등)가 투과할 수 있는 하나 또는 복수의 반사편(reflecting member)으로 구성할 수 있다. 반사 수단을 구성하는 반사 어레이는, 전파 매체의 표면에 볼록부(유리, 세라믹이나 금속 등으로 형성된 볼록부 등)나 홈(groove) 등으로써 형성된 반사 어레이 소자의 집합체(반사 어레이 그룹)이어도 무방하다. 통상, 각 반사 어레이 소자는 서로 거의 평행하게 형성되어 있으며, 음향파를 X축 방향 및 Y축 방향으로 전파하도록, 반사편이나 각 반사 어레이 소자의 각도가 통상 X축 또는 Y축에 대해 약 45°일 수 있다. 또한, 반사 어레이에 있어서, 어레이 소자의 간격(피치)은, X축이나 Y축 방향으로 음향파를 반사시킬 경우, 통상적으로 음향파의 진행 방향으로 갈수록 조밀하게 형성되어 있다. 반사편이나 반사 어레이는, 스크린-프린팅 공정 등을 이용하여 형성될 수 있다.

통상, 반사 수단은 음향파 생성수단으로부터의 음향파의 진행 경로의 적어도 일부를 따라 배치된 일련의 소자들(제 1 반사수단)과, 제 1 반사수단으로부터의 음향파의 반사방향 축을 가로지르는 진행경로를 따라 배치된 일련의 소자들(제 2 반사수단)을 포함한다.

본원 명세서는, 압전 공진기 등에 의해 벌크파를 여기시키는 단계, 상기 벌크파로부터 변환된 파동 모드를 가진 음향파를 생성시키는 단계, 상기 음향파를 상기 전파 매체의 단부 표면 또는 코너부에서 전면과 후면의 사이에서 순환시켜서, 상기 전파 매체의 후면 또는 전면에 전파하는 단계, 전파 매체의 표면에서의 음향파의 섭동(perturbation)(터치에 의해 발생되는 음향파의 변동)을 검출하는 단계를 포함하는 접촉위치 검출방법도 개시한다. 이 방법에 있어서, 상기 여기 단계와, 음향파의 전파 단계 사이에, 음향파의 일부를 반사하여 전파 매체의 전면 또는 후면에 음향파를 전파하기 위한 반사 단계가 삽입될 수 있다.

이 방법은, 전파 매체 전면에서의 음향파의 섭동을 검출하기 위하여, 음향파 생성수단에 의해 생성된 음향파를 X축 반사수단 및 Y축 반사수단을 이용하여 전파 매체 전면의 X축 및 Y축을 따라 전파하는 방법을 채택할 수 있는바, 그 방법은 전파 매체의 전면, 후면 또는 측면에서 음향파를 생성시키고, 전파 매체의 단부 표면 또는 코너부에 형성된 챔퍼링부를 통해서 전파 매체의 전면 및 후면 사이에서 그 생성된 음향파 또는 X축 반사수단 또는 Y축 반사수단에 의해 반사된 음향파를 순환시키고 양방향으로 전파하게 하는 단계를 포함한다.

본 발명의 터치 패널 장치에는, 전파 매체 표면에 대한 터치에 응답하여, 음성을 내는 음성 생성 수단이나 경보(alarm) 수단, 터치 위치를 표시하기 위한 표시 수단, 터치 위치에 응답하여 표시 영역의 화상을 제어하기 위한 제어 수단(예컨대, 표시 화면의 전환이나 소거 수단), 다른 구동장치의 제어 수단 등을 접속해도 무방하다.

이하에, 실시예에 근거하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하겠으나, 본 발명은 이러한 실시예에 의해 한정되지 않는다.

실시예 1

두께 2.8㎜의 소다 유리 기판을 이용하여, 도 3에 도시하는 구조의 10.4인치 LCD 모니터용 터치 패널을 제작하였다. 또한, 트랜스듀서로서는, 자외선 경화형 접착제를 이용하여 압전 공진기(공진 주파수 5.5㎒)가 장착된 플라스틱제 웨지형 트랜스듀서(높이 약 3㎜)를 사용했다. 또한, 반사 어레이는, 일본국 특허공개공보 소61(1986년)-239322호에 기재된 바에 준해서, 상기 유리 기판 표면의 가장자리부 상에 X축 방향, Y축 방향으로 각각 한 쌍의 발진측 반사 어레이와 수신측 반사 어레이를 유리 페이스트를 이용해서 스크린 프린팅 공정에 의해 형성하고, 450℃로 소성함으로써 형성하였다.

각 압전 공진기의 전극에 납땜으로 전선 케이블을 접속하고, 그러한 전선 케이블들을, 커넥터를 통해서, 제어기에 접속하였다. 제어기로서는, 시판되는 초음파 방식의 제어기(터치 패널 시스템즈 가부시키가이샤 제품,1055E101)를 이용하였다. 제어기에는, 수신 신호를 해석하여 입력 위치를 검출하기 위한 퍼스널 컴퓨터를 접속하였다.

비교예 1

트랜스듀서를 기판의 전면에 장착하는 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 해서 LCD 모니터용 터치 패널을 제작하였다.

비교예 2

기판 전면의 단부(송신 및 수신 영역)에, 바깥측이 내려간 경사면을 형성(슬로프 가공)하고, 이 경사면에 트랜스듀서를 장착함으로써 트랜스듀서에 의한 돌기부의 높이를 줄이는 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 해서 LCD 모니터용 터치 패널을 제작하였다.

그리고, 상기 터치 패널의 외형 치수와 함께, 기판의 전면 및 후면에서의 돌출부의 유무와 높이, 상대 신호 강도를 측정함으로써, 표 1에 나타내는 결과를 얻었다. 또한, 상대 신호 강도는, 비교예 1의 신호 강도를 100으로 해서 산출하였다.

표 1

	실시예 1	비교예 1	비교예 2
외형 치수	○ 238×184.5㎜	△ 240.5×187㎜	△ 240.5×187㎜
전면의 돌기 높이	◎ 없음	× 약 3㎜	△ 약 1㎜
후면의 돌기 높이	△ 약 3㎜	◎ 없음	◎ 없음
상대 신호 강도	○ 약 90	○ 100	△ 약 40∼70

표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예의 터치 패널은, 신호 강도가 거의 저하되지 않고, 외형 사이즈를 작게 할 수 있음과 동시에, 기판 전면에서의 돌기부가 없으므로, LCD 모니터에 대한 적합성이 높다. 또한, 기판의 후면에는, 약 3㎜ 정도의 돌기가 보여지는데, 패널의 후면과 LCD 표시 장치의 사이에는, 갭(gap)이 형성되기 때문에, 실용적으로는 아무런 지장이 없다.

또한, 최근 몇 년, LCD 모니터는 매우 얇고, 표시 영역에 대해 외경 치수는 매우 작아지고 있다. 이와 같은 LCD 모니터를 위한 터치 패널로는, 표시 영역에 비하여 외경 치수가 작고, 게다가 얇은 것이 요구된다. 본 발명의 터치 패널은, 이와 같은 요구를 충분히 충족시킬 수 있다.

실시예 2

두께 2.8㎜의 소다 유리 기판을 이용하여, 도 5에 도시하는 구조의 15인치 돔형 CRT 모니터용 터치 패널을 제작하였다. 더욱이, 트랜스듀서, 반사 어레이는 상기와 동일하게 형성되었다. 또한, 각 압전 공진기의 전극에 납땜으로 전선 케이블을 접속하고, 그러한 전선 케이블들을 커넥터를 통해서 제어기에 접속하였다. 제어기로서는, 시판되는 초음파 방식의 제어기(터치 패널 시스템즈 가부시키가이샤 제품, 1055E101)를 사용했다. 제어기에는, 수신 신호를 해석하여 입력 위치를 검출하기 위한 퍼스널 컴퓨터를 접속하였다.

또한, CRT 모니터의 브라운관은, 4개의 챔퍼링된 코너부들을 포함하는 장방형을 하고 있으며, 이 브라운관에 대응하는 터치 패널에서는, 통상적으로 3개의 코너부에 트랜스듀서를 배치하는데, 챔퍼링된 장방형의 기판에서는, 트랜스듀서를 장착하기 위한 코너부가 반경(R)로 형성되므로, 슬로프 가공이 곤란해진다. 그렇기 때문에, 슬로프 가공한 기판에 대해 터치 패널은 제작되지 않았다.

비교예 3

트랜스듀서를 기판의 전면에 장착하는 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 해서 CRT 모니터용 터치 패널을 제작하였다.

그리고, 상기 실시예 1과 동일하게 해서 터치 패널을 평가함으로써, 표 2에 나타내는 결과를 얻었다. 또한, 상대 신호 강도는, 비교예 3의 신호 강도를 100으로 해서 산출하였다.

표 2

	실시예 2	비교예 3
외형 치수	328×262㎜	328×262㎜
전면의 돌기 높이	◎ 없음	× 약 3㎜
후면의 돌기 높이	△ 약 3㎜	◎ 없음
상대 신호 강도	○ 약 70	○ 100

표 2로부터 명백히 알 수 있는 바와 같이, 실시예의 터치 패널에서는, 기판 전면에서의 돌기부가 없으며, 실용적으로 지장이 없는 신호 강도가 얻어졌다. 또한, 기판의 후면에는 돌기가 보여지는데, 브라운관과 패널 사이에는 통상 3㎜ 정도의 갭이 형성되기 때문에, 실용적으로는 아무런 지장이 없다.

더욱이, 최근에는, 음극관(CRT) 모니터도, 평활(flat)하고, 곡률이 커지는 경향을 나타낸다. 또한 모니터의 전면 커버도 브라운관으로부터 크게 솟아오르지 않고, 브라운관과 전면 커버와의 갭이 좁아지는 경향에 있다. 본 발명의 터치 패널은, 이와 같은 요구를 충분히 충족시킬 수 있다.

본 발명의 터치 패널(터치식 좌표 입력 장치)은, 브라운관 등의 곡면을 가진 통상의 디스플레이뿐만 아니라, 패널 표면이 평활(flat)하거나 또는 저곡률의 디스플레이, 예컨대 액정 디스플레이나 플라즈마 디스플레이 등에도 적합하게 이용할 수 있다.

본 발명의 터치 패널에서는, 전파 매체의 전면에 돌기가 생성되는 것을 방지할 수 있고, 두께가 얇은 표시 장치(LCD 모니터 등)에 대한 적합성을 높일 수 있음과 동시에, 구성을 간소화할 수 있다. 또한, 챔퍼링부를 이용함으로써 트랜스듀서의 개수를 2∼3개로 줄이는 것도 가능하다. 더욱이, 회로 구성 및 신호 처리를 간소화할 수 있다.

Claims

음향파가 전파할 수 있는 매체와 상기 전파 매체에 장착되어 상기 음향파를 송신 또는 수신하기 위한 트랜스듀서를 포함하는 터치 패널로서, 상기 전파 매체의 단부 표면 및/ 또는 코너부가 챔퍼링(chamfer)되어 있으며, 상기 챔퍼링부는 그 챔퍼링부를 통해서 상기 음향파 전파 매체의 전면과 후면 사이에서 상기 음향파를 양방향으로(bidirectionally) 전파할 수 있게 하며, 상기 트랜스듀서는 상기 음향파 전파 매체의 전면 및/또는 후면에 제공되는, 터치 패널.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 전파 매체의 단부 표면 및/또는 코너부가 단면이 반구 형상으로 형성되는, 터치 패널.
제 1 항에 있어서, 상기 전파 매체의 코너부가, 각각의 인접하는 변에 대해 약 45°각도로 절취되고, 챔퍼링되는, 터치 패널.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 전파 매체의 코너부는 V자 형상의 절결부 또는 산 형상의 돌출부로 형성되고, 상기 챔퍼링부는 X축 방향 및 Y축 방향의 음향파를 수렴할 수 있거나 또는 음향파를 X축 방향 및 Y축 방향으로 분기시킬 수 있도록 상기 절결부 또는 돌출부에 형성되고, 상기 트랜스듀서는 상기 챔퍼링부 부근의 음향파의 수렴영역 또는 음향파의 분기영역에 제공되는, 터치 패널.
제 1 항에 있어서, 상기 챔퍼링부는 V자 형상을 가지며, 상기 챔퍼링부의 상기 V자 형상을 형성하는 인접 변들 사이의 각도가 약 135°이고, 또한 상기 챔퍼링부의 각 변과 상기 전파 매체의 각 인접 변과의 각도가 약 67.5°인, 터치 패널.
제 1 항에 있어서, 상기 챔퍼링부는 산 형상을 가지며, 상기 챔퍼링부의 상기 산 형상을 형성하는 인접 변들 사이의 각도가 약 135°이고, 또한 상기 챔퍼링부의 각 변과 상기 전파 매체의 각 인접 변과의 각도가 약 22.5°인, 터치 패널.
제 1 항에 있어서, 1개 이상의 상기 트랜스듀서가 상기 전파 매체의 상기 후면에 제공되는, 터치 패널.
제 1 항에 있어서, 상기 트랜스듀서의 갯수는 2또는 3개인, 터치 패널.
제 1 항에 있어서, 상기 챔퍼링부는 0.5㎜ 이상의 반경(R)을 갖는, 터치 패널.
터치위치를 검출하는 디바이스로서,

X축 방향 및 Y축 방향으로 음향파를 전파할 수 있는 매체;

상기 전파 매체에 장착되며, X축 방향 및 Y축 방향의 음향파를 생성시키기 위한 1개 이상의 송신 트랜스듀서;

상기 전파 매체의 단부 표면 및/또는 코너 부위에 형성되고, 상기 송신 트랜스듀서로부터의 음향파를 상기 전파 매체의 전면 및 후면 사이에서 순환시켜 전파하기 위한 챔퍼링부; 및

상기 전파 매체에 장착되고, 상기 챔퍼링부를 통해 순환하여 전파되는 음향파를 이용해서 X좌표 및 Y좌표의 터치 위치를 검출하기 위한 1개 이상의 수신 트랜스듀서를 포함하는, 터치위치 검출장치.