KR100978239B1 - 적외선 터치스크린 장치 - Google Patents

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장진영
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주식회사 넥시오
김길선
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Abstract

본 발명은 적외선 터치스크린 장치에 관한 것으로, 적외선 송신 처리를 위한 회로가 실장된 제1 적외선 송신 기판 및 제2 적외선 송신 기판과; 적외선 수신 처리를 위한 회로가 실장된 제1 적외선 수신 기판 및 제2 적외선 수신 기판과; 상기 제1 적외선 송신 기판, 상기 제2 적외선 송신 기판, 상기 제1 적외선 수신 기판 및 상기 제2 적외선 수신 기판 각각의 판면에 세워져 장착되는 제1 공용 기판, 제2 공용 기판, 제3 공용 기판 및 제4 공용 기판과; 상기 제1 공용 기판 및 상기 제2 공용 기판에 각각 길이 방향을 따라 순차적으로 설치된 복수의 적외선 송신 소자와; 상기 제3 공용 기판 및 상기 제4 공용 기판에 각각 길이 방향을 따라 순차적으로 설치된 복수의 적외선 수신 소자와; 상호 대응하는 적외선 송신 소자와 적외선 수신 소자가 상호 대향하게 위치하도록 상기 제1 공용 기판이 장착된 상태의 상기 제1 적외선 송신 기판, 상기 제2 공용 기판이 장착된 상태의 상기 제2 적외선 송신 기판, 상기 제3 공용 기판이 장착된 상태의 상기 제1 적외선 수신 기판 및 상기 제4 공용 기판이 장착된 상태의 상기 제2 적외선 수신 기판을 수용 지지하는 사각 틀 형상의 기판 프레임을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 적외선 송신 처리나 수신 처리를 위한 기판의 폭을 감소시키면서도, 작업성이 용이하고 공장 자동화에도 적합하며, 기판의 불량에도 효과적으로 대응할 수 있다.

Description

적외선 터치스크린 장치{INFRARED RAY TOUCH SCREEN APPARATUS}
본 발명은 적외선 터치스크린 장치에 관한 것으로서, 적외선 수신 소자 및 적외선 송신 소자의 구동을 위한 기판의 구조를 개선하여 적외선 터치 스크린 장치의 기판 프레임의 폭을 감소시킨 적외선 터치스크린 장치에 관한 것이다.
일반적으로 터치스크린(Touch Screen)은 각종 디스플레이 장치를 이용하는 정보통신기기와 사용자 간의 인터페이스를 구성하는 방식 중의 하나로서, 사용자가 손가락이나 팬 등으로 화면을 터치하는 방식으로 기기와 인터페이스 할 수 있는 입력장치의 하나이다.
터치스크린은 디스플레이 장치에 표시되어 있는 버튼을 손가락 등으로 터치하는 것만으로 컴퓨터 등을 대화적, 직감적으로 조작함으로써 남녀노소 누구나 쉽게 사용할 수 있는 입력장치이기 때문에, 현재 PDA(Personal Digital Assistant), 타블렛 PC, 은행이나 관공서의 디스플레이, 각종 의료장비, 광광 및 주요 기관의 안내 등 많은 분야에서 적용되고 있다.
또한, 근래에는 PDP(Plasma Display Panel) 방식이나 LCD(Liquid Crystal Display) 방식의 디스플레이 장치가 대형화되면서도 그 가격이 내려감에 따라, PDP나 LCD의 화면 전면에 터치스크린 장치를 설치하고 이를 기존의 화이트보드를 대체하는 디지털 보드의 형태로 사용하는 새로운 용도가 제안되고 있다. 이와 같이 대형화된 디스플레이 장치에 적용되는 터치스크린 장치에서 스크린 상의 터치를 인식하는 방법으로는 현재 적외선 광 방식이 널리 사용되고 있다.
적외선 광 방식은 적외선의 직진성을 이용하는 것으로, 장애물이 가로와 세로 방향으로 나오는 적외선을 차단할 때 차단된 부분의 좌표를 감지하는 방식이다. 도 1은 종래의 적외선 터치스크린 장치(100)의 예를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 종래의 터치스크린 장치(100)는 가로 방향으로 대향하게 배치되는 복수의 X축 적외선 송신 소자(151a)와 복수의 X축 적외선 수신 소자(152a)와, 세로 방향으로 대향하게 배치되는 복수의 Y축 적외선 송신 소자(151b)와 복수의 Y축 적외선 수신 소자(152b)를 포함한다.
X축 적외선 송신 소자(151a)는 적외선 송신 처리를 위한 다수의 회로(도 2의 132b 참조, 이하 동일)가 실장된 X축 송신용 기판(130a)에 순차적으로 설치되며, X축 적외선 수신 소자(152a)는 적외선 수신 처리를 위한 다수의 회로가 실장된 X축 수신용 기판(131a)에 순차적으로 설치된다.
동일하게, Y축 적외선 송신 소자(151b)는 적외선 송신 처리를 위한 다수의 회로가 실장된 Y축 송신용 기판(130b)에 순차적으로 설치되며, Y축 적외선 수신 소자(152b)는 적외선 수신 처리를 위한 다수의 회로가 실장된 Y축 수신용 기판(131b)에 순차적으로 설치된다. 여기서, X축 및 Y축 수신용 기판(131a,131b)과 X축 및 Y축 송신용 기판(130a,130b)은 적외선의 송신 처리 및 수신 처리 기능에 따라 각각 다른 형태의 패턴 및 회로 소자들이 실장된다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선에 따른 단면을 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, X축 및 Y축 송신용 기판(130a,130b)과 X축 및 Y축 수신용 기판(131a,131b)에는 적외선 송신 소자(151a,151b)와 적외선 수신 소자(152a,152b)의 장착을 위해 각 소자에 대응하여 한 쌍의 홀이 형성된다.
상기와 같이 한 쌍의 홀에 적외선 송신 소자(151a,151b)와 적외선 수신 소자(152a,152b)를 설치하는 과정은 먼저 소자로부터 연장된 리드선(151c)을 홀에 통과시킨 후 반대측에서 납땜을 하여 전기적으로 연결과 고정 작업을 진행하게 된다. 그리고, 소자의 발광 방향 및 수광 방향, 즉 기판의 판면 방향으로 소자가 향하도록 리드선(151c) 부분을, 도 2에 도시된 바와 같이 휘는 작업을 수행하게 된다. 여기서, 소자의 리드선(151c)을 'ㄱ'자로 휜 상태에서 홀에 통과시켜 납땜을 수행하기도 한다.
통상적으로 적외선 터치스크린 장치(100)에서는, 상술한 바와 같이, 적외선 송신 소자(151a,151b) 또는 적외선 수신 소자(152a,152b)는 적외선 수신 처리 또는 적외선 송신 처리를 위한 X축 및 Y축 송신용 기판(130a,130b)과 X축 및 Y축 수신용 기판(131a,131b)이, 도 1에 도시된 바와 같이, 사각 틀 형태로 배치되고, 도시되지 않은 프레임이 X축 및 Y축 송신용 기판(130a,130b)과 X축 및 Y축 수신용 기판(131a,131b)을 감싼 상태로 PDP나 LCD의 전방에 설치되어 디스플레이 장치에 장착된다.
따라서, X축 및 Y축 송신용 기판(130a,130b)과 X축 및 Y축 수신용 기판(131a,131b)의 폭, 즉 도 1에서 가로 방향으로의 폭과 세로 방향으로의 폭, 예컨대 도 1의 폭 d는 적외선 터치스크린 장치(100)가 디스플레이 장치에 설치될 때 디스플레이 장치의 테두리 틀 영역의 폭을 결정하게 된다.
그런데, 종래의 적외선 터치스크린 장치(100)는 하나의 적외선 송신 소자(151a,151b) 또는 적외선 수신 소자(152a,152b)에 복수의 적외선 송신 소자(151a,151b) 또는 적외선 수신 소자(152a,152b)가 설치되어 기판의 폭이 넓어지게 되고, 이는 상술한 바와 같이, 적외선 터치스크린 장치(100)가 디스플레이 장치에 설치될 때 디스플레이 장치의 테두리 틀 영역의 폭을 넓어지게 하는 요인으로 작용한다.
이는 근래에 디스플레이 장치의 테두리 틀 영역의 폭을 최소화하려는 기술적 시도에 반하는 것으로 디스플레이 장치의 전체 미관을 해치는 요인이 되며, 실제 영상이 표시되는 화면 영역 이외의 영역을 증가시켜 전체 디스플레이 장치가 차지하는 공간을 증가시키는 문제점이 있다.
또한, 종래의 적외선 터치스크린 장치(100)에서는 적외선 송신 처리와 수신 처리를 위한 기판이 따로 제작되고, 해당 기판에 적외선 송신 소자(151a,151b)와 적외선 수신 소자(152a,152b)를 각각 장착하게 되는데, X축 및 Y축 송신용 기판(130a,130b) 또는 X축 및 Y축 수신용 기판(131a,131b)에 불량이 발생하게 되면 이미 장착해두었던 많은 소자들을 분리시켜야 하거나 자칫 소자 자체를 재활용하지 못하는 경우도 발생하게 된다.
또한, 기판의 홀 형성 방향과 적외선 송신 방향 및 적외선 수신 방향이 달라, 소자의 리드선(152b)을 'ㄱ'자로 꺾는 공정이 추가적으로 발생하게 되는데, 이러한 공정은 수작업으로 진행되어야 하므로 전체 작업 효율을 저하시키는 요인으로 작용할 뿐만 아니라, 공장 자동화의 걸림돌로 작용하는 문제점이 있다.
이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 적외선 송신 처리나 수신 처리를 위한 기판의 폭을 감소시키면서도, 작업성이 용이하고 공장 자동화에도 적합하며, 기판의 불량에도 효과적으로 대응할 수 있는 적외선 터치스크린 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 적외선 터치스크린 장치에 있어서, 적외선 송신 처리를 위한 회로가 실장된 제1 적외선 송신 기판 및 제2 적외선 송신 기판과; 적외선 수신 처리를 위한 회로가 실장된 제1 적외선 수신 기판 및 제2 적외선 수신 기판과; 상기 제1 적외선 송신 기판, 상기 제2 적외선 송신 기판, 상기 제1 적외선 수신 기판 및 상기 제2 적외선 수신 기판 각각의 판면에 세워져 장착되는 제1 공용 기판, 제2 공용 기판, 제3 공용 기판 및 제4 공용 기판과; 상기 제1 공용 기판 및 상기 제2 공용 기판에 각각 길이 방향을 따라 순차적으로 설치된 복수의 적외선 송신 소자와; 상기 제3 공용 기판 및 상기 제4 공용 기판에 각각 길이 방향을 따라 순차적으로 설치된 복수의 적외선 수신 소자와; 상호 대응하는 적외선 송신 소자와 적외선 수신 소자가 상호 대향하게 위치하도록 상기 제1 공용 기판이 장착된 상태의 상기 제1 적외선 송신 기판, 상기 제2 공용 기판이 장착된 상태의 상기 제2 적외선 송신 기판, 상기 제3 공용 기판이 장착된 상태의 상기 제1 적외선 수신 기판 및 상기 제4 공용 기판이 장착된 상태의 상기 제2 적외선 수신 기판을 수용 지지하는 사각 틀 형상의 기판 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 터치스크린 장치에 의해서 달성된다.
여기서, 상기 제1 적외선 송신 기판, 상기 제2 적외선 송신 기판, 상기 제1 적외선 수신 기판 및 상기 제2 적외선 수신 기판은 각각 판면이 관통되어 형성된 적어도 하나의 장착홀을 포함하고; 상기 제1 공용 기판, 상기 제2 공용 기판, 상기 제3 공용 기판 및 상기 제4 공용 기판은 각각 상기 제1 적외선 송신 기판, 상기 제2 적외선 송신 기판, 상기 제1 적외선 수신 기판 및 상기 제2 적외선 수신 기판에 세워져 장착되도록 상기 각 장착홀을 향해 돌출되어 상기 각 장착홀에 삽입되는 적어도 하나의 장착부를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제1 적외선 송신 기판, 상기 제2 적외선 송신 기판, 상기 제1 적외선 수신 기판 및 상기 제2 적외선 수신 기판은 각각 판면이 관통되어 형성된 적어도 하나의 접속홀과, 상기 접속홀의 주변에 형성된 복수의 제1 접속 패드를 포함하며; 상기 제1 공용 기판, 상기 제2 공용 기판, 상기 제3 공용 기판 및 상기 제4 공용 기판은 각각 상기 접속홀을 향해 돌출되어 상기 접속홀에 삽입되는 접속부와, 상기 접속부가 상기 접속홀에 삽입된 상태에서 상기 제1 접속 패드와 전기적으로 연결 가능하게 상기 접속부의 표면에 형성된 복수의 제2 접속 패드를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 복수의 적외선 송신 소자와 상기 복수의 적외선 수신 소자는, 상기 제1 적외선 송신 기판, 상기 제2 적외선 송신 기판, 상기 제1 적외선 수신 기판 및 상기 제2 적외선 수신 기판에 상기 제1 공용 기판, 상기 제2 공용 기판, 상기 제3 공용 기판 및 상기 제4 공용 기판이 장착된 상태에서, 상기 제1 적외선 송신 기판, 상기 제2 적외선 송신 기판, 상기 제1 적외선 수신 기판 및 상기 제2 적외선 수신 기판의 판면 상부에 위치하도록 상기 제1 공용 기판, 상기 제2 공용 기판, 상기 제3 공용 기판 및 상기 제4 공용 기판에 설치될 수 있다.
또한, 상기 기판 프레임은 상기 제1 공용 기판이 상기 제1 적외선 송신 기판에 장착된 상태로 일측으로부터 삽입 가능하게 내부가 빈 제1 프레임 튜브와; 상기 제2 공용 기판이 상기 제2 적외선 송신 기판에 장착된 상태로 일측으로부터 삽입 가능하게 내부가 빈 제2 프레임 튜브와; 상기 제3 공용 기판이 상기 제1 적외선 수신 기판에 장착된 상태로 일측으로부터 삽입 가능하게 내부가 빈 제3 프레임 튜브와; 상기 제4 공용 기판이 상기 제2 적외선 수신 기판에 장착된 상태로 일측으로부터 삽입 가능하게 내부가 빈 제4 프레임 튜브와; 상기 제1 프레임 튜브, 상기 제2 프레임 튜브, 상기 제3 프레임 튜브 및 상기 제4 프레임 튜브가 사각 틀의 각 변을 형성하도록 상기 제1 프레임 튜브, 상기 제2 프레임 튜브, 상기 제3 프레임 튜브 및 상기 제4 프레임 튜브를 연결하는 4개의 결합 부재를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제1 프레임 튜브, 상기 제2 프레임 튜브, 상기 제3 프레임 튜브 및 상기 제4 프레임 튜브의 내부에는 상기 제1 공용 기판 및 상기 제1 적외선 송신 기판, 상기 제2 공용 기판 및 상기 제2 적외선 송신 기판, 상기 제3 공용 기판 및 상기 제1 적외선 수신 기판, 상기 제4 공용 기판 및 상기 제2 적외선 수신 기판의 슬라이딩 삽입을 안내하는 가이드부가 삽입 방향을 따라 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제1 공용 기판, 상기 제2 공용 기판, 상기 제3 공용 기판 및 상기 제4 공용 기판은 적외선 수신 및 적외선 송신에 공용으로 적용 가능하도록 라인 배선으로 내부가 구성될 수 있다.
상기와 같은 구성에 따라, 본 발명에 따르면 적외선 송신 처리나 수신 처리를 위한 기판의 폭을 감소시키면서도, 작업성이 용이하고 공장 자동화에도 적합하며, 기판의 불량에도 효과적으로 대응할 수 있는 적외선 터치스크린 장치가 제공된다.
도 1은 종래의 적외선 터치스크린 장치의 구성을 도시한 도면이고,
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선에 따른 단면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 적외선 터치스크린 장치의 구성을 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 적외선 터치스크린 장치에서 기판 프레임이 제거된 상태를 도시한 도면이고,
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 적외선 터치스크린 장치의 제1 적외선 송신 소자와 제1 공용 기판의 결합 상태를 설명하기 위한 도면이고,
도 7은 도 5의 Ⅶ-Ⅶ 선에 따른 단면도이고,
도 8은 도 3의 Ⅷ-Ⅷ 선에 따른 단면도이고,
도 9는 본 발명에 따른 적외선 터치스크린 장치의 기판 프레임을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 적외선 터치스크린 장치(1)의 구성을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 적외선 터치스크린 장치(1)에서 기판 프레임이 제거된 상태를 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 적외선 터치스크린 장치(1)는 제1 적외선 송신 기판(30a), 제2 적외선 송신 기판(30b), 제1 적외선 수신 기판(30c), 제2 적외선 수신 기판(30d), 제1 공용 기판(40a), 제2 공용 기판(40b), 제3 공용 기판(40c) 및 제4 공용 기판(40d), 복수의 적외선 송신 소자(51a), 복수의 적외선 수신 소자(51b) 및 기판 프레임을 포함한다.
제1 적외선 송신 기판(30a) 및 제2 적외선 송신 기판(30b)은 적외선 송신 처리를 위한 회로가 기판 상에 실장된다. 여기서, 제1 적외선 송신 기판(30a)은, 도 4에 도시된 바와 같이, X 축 방향으로 상부에 배치되고, 제2 적외선 송신 기판(30b)은 Y 축 방향으로 좌측에 배치되는 것을 예로 하고 있다.
그리고, 제1 적외선 수신 기판(30c) 및 제2 적외선 수신 기판(30d)은 적외선 수신 처리를 위한 회로가 기판에 실장된다. 여기서, 제1 적외선 수신 기판(30c)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 적외선 송신 기판(30a)에 대향하게 X 축 방향으로 배치된다. 마찬가지로 제2 적외선 수신 기판(30d)에 대향하게 Y 축 방향으로 배치된다.
제1 공용 기판(40a)은 제1 적외선 송신 기판(30a)의 판면에 세워져 장착된다. 그리고, 제2 공용 기판(40b), 제3 공용 기판(40c) 및 제4 공용 기판(40d)은, 제1 공용 기판(40a)에 대응하여 제2 적외선 송신 기판(30b), 제1 적외선 수신 기판(30c) 및 제2 적외선 수신 기판(30d) 각각의 판면에 세워져 장착된다.
그리고, 제1 공용 기판(40a)에는 복수의 적외선 송신 소자(51a)가 기판의 길이 방향을 따라 순차적으로 설치된다. 이에 따라, 제1 적외선 송신 기판(30a), 제1 공용 기판(40a), 제1 공용 기판(40a)에 설치되는 복수의 적외선 송신 소자(51a)의 구성에 따라, 도 4에 도시된 바와 같이, X 축 방향으로 상부에 적외선 송신을 위한 구성이 형성된다.
마찬가지로, 제2 공용 기판(40b)에는 복수의 적외선 송신 소자(51a)가 기판의 길이 방향을 따라 순차적으로 설치됨으로써, 제2 적외선 송신 기판(30b), 제2 공용 기판(40b), 제2 공용 기판(40b)에 설치되는 복수의 적외선 송신 소자(51a)의 구성에 따라, 도 4에 도시된 바와 같이, Y 축 방향으로 좌측에 적외선 송신을 위한 구성이 형성된다.
그리고, 제3 공용 기판(40c)에는 복수의 적외선 수신 소자(51b)가 기판의 길이 방향을 따라 순차적으로 설치된다. 이에 따라, 제1 적외선 수신 기판(30c), 제3 공용 기판(40c), 제3 공용 기판(40c)에 설치되는 복수의 적외선 수신 소자(51b)의 구성에 따라, 도 4에 도시된 바와 같이, X 축 방향으로 하부에 적외선 수신을 위한 구성이 형성된다.
마찬가지로, 제4 공용 기판(40d)에는 복수의 적외선 수신 소자(51b)가 기판의 길이 방향을 따라 순차적으로 설치됨으로써, 제2 적외선 수신 기판(30d), 제4 공용 기판(40d), 제4 공용 기판(40d)에 설치되는 복수의 적외선 수신 소자(51b)의 구성에 따라, 도 4에 도시된 바와 같이, Y 축 방향으로 우측에 적외선 송신을 위한 구성이 형성된다.
여기서, 기판 프레임은 X 축 방향으로 상호 대응하는 적외선 송신 소자(51a)와 적외선 수신 소자(51b)가 상호 대향하게 위치하고, Y 축 방향으로 상호 대응하는 적외선 송신 소자(51a)와, 적외선 수신 소자(51b)가 상호 대향하게 위치하도록, 제1 공용 기판(40a)이 장착된 상태의 제1 적외선 송신 기판(30a), 제2 공용 기판(40b)이 장착된 상태의 제2 적외선 송신 기판(30b), 제3 공용 기판(40c)이 장착된 상태의 제1 적외선 수신 기판(30c), 그리고 제4 공용 기판(40d)이 장착된 상태의 제2 적외선 수신 기판(30d)을 수용 지지한다.
상기와 같은 구성에 따라, 제1 공용 기판(40a)에 설치된 복수의 적외선 송신 소자(51a)로부터 방출된 적외선이 제3 공용 기판(40c)에 설치된 복수의 적외선 수신 소자(51b)에 의해 수신되고, 제2 공용 기판(40b)에 설치된 복수의 적외선 송신 소자(51a)로부터 방출된 적외선이 제4 공용 기판(40d)에 설치된 복수의 적외선 수신 소자(51b)에 의해 수신 가능한 상태가 됨으로써, 손이나 터치펜 등에 의해 적외선 송신 소자(51a)와 적외선 수신 소자(51b) 사이가 가려지는 부분이 존재하는 경우 해당 적외선 수신 소자(51b)가 적외선을 수신하지 못하게 되어 물체의 존재 여부에 따라 터치 좌표가 검출 가능하게 된다.
여기서, 제1 공용 기판(40a), 제2 공용 기판(40b), 제3 공용 기판(40c) 및 제4 공용 기판(40d)은 적외선 수신 및 적외선 송신에 공용으로 적용 가능하도록 라인 배선으로 내부가 구성된다. 즉, 제1 공용 기판(40a), 제2 공용 기판(40b), 제3 공용 기판(40c) 및 제4 공용 기판(40d)에는 신호나 전원을 위한 라인만이 배선된 상태로 제작함으로써, 하나의 공용 기판을 제작하고 적외선 수신 소자(51b)와 적외선 송신 소자(51a)를 선택적으로 설치하여 적외선 송신측 기판(제1 공용 기판(40a)과 제2 공용 기판(40b))과 적외선 수신측 기판(제3 공용 기판(40c)과 제4 공용 기판(40d))에 공동으로 사용 가능하게 된다.
또한, 적외선 송신 처리와 적외선 수신 처리를 위한 회로는 각각 제1 적외선 송신 기판(30a), 제2 적외선 송신 기판(30b), 제1 적외선 수신 기판(30c), 제2 적외선 송신 기판(30b)에 각각 실장하고, 적외선 수신 소자(51b)와 적외선 송신 소자(51a)는 제1 공용 기판(40a), 제2 공용 기판(40b), 제3 공용 기판(40c) 및 제4 공용 기판(40d)에 분리하여 설치함으로써, 적외선 송신 처리나 적외선 수신 처리를 위한 회로의 불량으로 인해 1 적외선 송신 기판, 제2 적외선 송신 기판(30b), 제1 적외선 수신 기판(30c), 제2 적외선 송신 기판(30b)을 사용하지 못하는 경우, 제1 공용 기판(40a), 제2 공용 기판(40b), 제3 공용 기판(40c) 또는 제4 공용 기판(40d)을 분리하고 해당 기판 만을 교체함으로써 불필요한 기판의 낭비를 방지함은 물론이고, 유지 보수도 용이하게 된다.
특히, 종래의 적외선 터치스크린 장치(1)에서 적외선 송신 처리 및 적외선 수신 처리를 위한 회로와 적외선 송신 소자(51a) 및 적외선 수신 소자(51b)가 하나의 기판에 모두 설치되어 폭이 넓어지는 문제점이, 제1 공용 기판(40a)(제2 공용 기판(40b), 제3 공용 기판(40c) 및 제4 공용 기판(40d)도 동일)과 제1 적외선 송신 기판(30a)(제2 적외선 송신 기판(30b), 제1 적외선 수신 기판(30c), 제2 적외선 송신 기판(30b)도 동일)이 분리되고 제1 공용 기판(40a)이 제1 적외선 송신 기판(30a)에 세워져 장착됨으로써, 제1 적외선 송신 기판(30a)의 폭만큼만 전체 적외선 터치스크린 장치의 폭을 결정하게 되어 적외선 터치스크린 장치(1)의 테두리 폭을 현저히 감소시킬 수 있게 된다.
이하에서는, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 적외선 터치스크린 장치(1)의 제1 공용 기판(40a)과 제1 적외선 송신 기판(30a)에 대해 보다 상세히 설명한다. 여기서, 본 발명에 따른 적외선 터치스크린 장치(1)에서는 제1 공용 기판(40a)과 제1 적외선 송신 기판(30a)이 X축 적외선 송신측을 형성하는데, 제1 공용 기판(40a)과 제1 적외선 송신 기판(30a)의 결합된 하나의 결합 단위가 다수 개 연결되어 X축 적외선 송신측을 형성하는 것을 예로 하며, 도 6은 하나의 결합 단위의 예를 도시하고 있다.
도 5 및 도 6을 참조하여 설명하면, 제1 적외선 송신 기판(30a)은 각각 판면이 관통되어 형성된 적어도 하나의 장착홀(31a)을 포함한다. 도 5 및 도 6에서는 제1 적외선 송신 기판(30a)의 양측 가장자리 영역에 하나씩의 장착홀(31a)이 마련되는 것을 예로 하고 있으나, 그 개수가 이에 제한되지 않음은 물론이다.
제1 공용 기판(40a)은 제1 적외선 송신 기판(30a)의 장착홀(31a)에 대응하여 장착홀(31a)을 향해 돌출되어 장착홀(31a)에 삽입되는 장착부(41a)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 공용 기판(40a)에는 장착홀(31a)의 개수에 대응하여 2개의 장착부(41a)가 설치되는 것을 예로 하고 있으며, 그 개수가 이에 제한되지 않음은 물론이다.
또한, 제1 적외선 송신 기판(30a)은 적어도 하나의 접속홀(32a)과, 복수의 제1 접속 패드(43a)를 포함할 수 있다. 그리고, 제1 공용 기판(40a)은 접속홀(32a)에 대응하는 삽입부(42a)와, 복수의 제1 접속 패드(43a)에 대응하는 복수의 제2 접속 패드(33a)를 포함할 수 있다.
접속홀(32a)은 제1 적외선 송신 기판(30a)의 판면이 관통되어 형성되며, 도 5 및 도 6에서는 한 쌍의 장착홀(31a) 사이에 일정 간격 이격된 상태로 2 개의 접속홀(32a)이 마련되는 것을 예로 하고 있다. 그리고, 접속홀(32a)의 주변의 제1 적외선 송신 기판(30a)의 판면에는, 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 제1 접속 패드(43a)가 형성된다.
제1 공용 기판(40a)의 삽입부(42a)는 접속홀(32a)에 대응하는 개수에 대응하여 마련되며, 제1 공용 기판(40a)의 판면으로부터 접속홀(32a)을 향해 돌출되어 제1 공용 기판(40a)이 제1 적외선 송신 기판(30a)에 장착될 때 접속홀(32a)에 삽입된다.
그리고, 복수의 제2 접속 패드(33a)는 삽입부(42a)의 표면에 형성되며, 삽입부(42a)가 접속홀(32a)에 삽입된 상태에서 제1 적외선 송신 기판(30a)의 각각의 제1 접속 패드(43a)와 전기적으로 연결된다. 여기서, 제1 접속 패드(43a)와 제2 접속 패드(33a) 간의 전기적인 연결은 납땜을 통해 구현될 수 있다.
상기와 같은 구성에 따라, 제1 공용 기판(40a)에 복수의 적외선 송신 소자(51a)가 설치된 상태에서, 제1 공용 기판(40a)과 제1 적외선 송신 기판(30a)을 결합할 때, 제1 공용 기판(40a)의 장착부(41a)와 삽입부(42a)가 각각 제1 적외선 송신 기판(30a)의 장착홀(31a)과 접속홀(32a)에 삽입됨으로써, 제1 공용 기판(40a)이 제1 적외선 송신 기판(30a)에 세워진 상태로 장착 가능하게 된다. 그리고, 상호 대응하는 제1 접속 패드(43a)와 제2 접속 패드(33a)를 납땜을 통해 전기적으로 연결하여 제1 공용 기판(40a)과 제1 적외선 송신 기판(30a)이 전기적으로 연결되며, 납땜에 의해 제1 공용 기판(40a)과 제1 적외선 송신 기판(30a)의 결합이 보다 견고해진다.
상기 구성과 동일하게, 본 발명에 따른 제2 공용 기판(40b), 제3 공용 기판(40c) 및 제4 공용 기판(40d)도 장착부(41a), 삽입부(42a) 및 제2 접속 패드(33a)를 포함하고, 제2 적외선 송신 기판(30b), 제1 적외선 수신 기판(30c) 및 제2 적외선 수신 기판(30d)도 장착홀(31a), 접속홀(32a) 및 제1 접속 패드(43a)를 포함할 수 있으며, 그 결합 구성은 제1 공용 기판(40a) 및 제1 적외선 송신 기판(30a)에 대응하는 바 그 설명은 생략한다.
도 7은 도 5의 Ⅶ-Ⅶ 선에 따른 단면을 도시한 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 적외선 송신 소자(51a)는 제1 적외선 송신 기판(30a)에 제1 공용 기판(40a)이 장착된 상태에서 제1 적외선 송신 기판(30a)의 상부에 위치하며 제1 적외선 송신 기판(30a)의 판면 방향을 향해 적외선을 방출하도록 제1 공용 기판(40a)에 설치된다.
상기와 같은 구조에 따라 제1 공용 기판(40a)에 적외선 송신 소자(51a)를 설치할 때, 적외선 송신 소자(51a)의 리드선을 'ㄱ'자로 휘는 공정이 제거되어 적외선 송신 소자(51a)를 바로 제1 공용 기판(40a)에 형성된 홀(미도시)에 삽입 가능하게 되어 작업성이 향상될 수 있으며, 리드선을 휘는 공정의 제거에 따라 제1 공용 기판(40a)에 다수의 적외선 송신 소자(51a)를 삽입하는 공정을 자동화할 수 있게 된다.
이하에서는, 도 3, 도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명에 따른 적외선 터치스크린 장치(1)의 기판 프레임에 대해 상세히 설명한다.
도 3, 도 8 및 도 9를 참조하여 설명하면, 기판 프레임은 제1 프레임 튜브(10a), 제2 프레임 튜브(10b), 제3 프레임 튜브(10c), 제4 프레임 튜브(10d) 및 4 개의 결합 부재(12a)를 포함할 수 있다.
제1 프레임 튜브(10a)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 내부가 빈 관 형태를 갖는다. 그리고, 제1 공용 기판(40a)이 제1 적외선 송신 기판(30a)에 장착된 상태로 제1 프레임 튜브(10a)의 일측으로부터 삽입됨으로써, 제1 공용 기판(40a) 및 제1 적외선 송신 기판(30a)이 제1 프레임 튜브(10a)에 수용 지지된다.
여기서, 제1 프레임 튜브(10a)의 내부에는 제1 공용 기판(40a) 및 제1 적외선 송신 기판(30a)이 삽입될 때 슬라이딩을 안내하는 가이드부(11a)가 삽입 방향을 따라 형성될 수 있다. 도 8에서는 가이드부(11a)가 제1 적외선 송신 기판(30a)의 양측 가장자리를 안내하도록 제1 프레임 튜브(10a)의 내측으로부터 돌출 형성되는 것을 예로 하고 있으나, 제1 공용 기판(40a) 및 제1 적외선 송신 기판(30a)을 슬라이딩 안내가 가능한 다양한 형태로 마련될 수 있음은 물론이다.
상기와 같은 가이드부(11a)의 구성에 따라, 제1 공용 기판(40a) 및 제1 적외선 송신 기판(30a)의 슬라이딩 삽입이 안내됨과 동시에, 슬라이딩 삽입 후에 제1 공용 기판(40a) 및 제1 적외선 송신 기판(30a)이 제1 프레임 튜브(10a) 내부에서 안정적으로 유지 가능하게 된다.
제1 프레임 튜브(10a)의 구성에 대응하여, 제2 프레임 튜브(10b), 제3 프레임 튜브(10c) 및 제4 프레임 튜브(10d)는 내부가 빈 관 형태로 마련되고, 제2 공용 기판(40b) 및 제2 적외선 송신 기판(30b), 제3 공용 기판(40c) 및 제1 적외선 수신 기판(30c), 제4 공용 기판(40d) 및 제2 적외선 수신 기판(30d)이 각각 슬라이딩 삽입되어 제2 프레임 튜브(10b), 제3 프레임 튜브(10c) 및 제4 프레임 튜브(10d)에 수용 지지된다. 여기서, 제2 프레임 튜브(10b), 제3 프레임 튜브(10c) 및 제4 프레임 튜브(10d)의 내부에는 제1 프레임 튜브(10a)와 마찬가지로, 슬라이딩 삽입을 안내하는 가이드부(11a)가 설치될 수 있다.
상기와 같이, 제1 프레임 튜브(10a), 제2 프레임 튜브(10b), 제3 프레임 튜브(10c) 및 제4 프레임 튜브(10d)가 그 길이 방향으로의 단면이 일정한 관 형상으로 마련되어, PC 재질 등과 같이 압출 성형이 가능한 재질로 제작함으로써, 제조의 효율성이 향상되면서도 적외선 터치스크린 장치(1)의 사이즈에 제약을 받지 않고 사이즈에 맞게 절단하여 사용 가능하게 된다.
한편, 결합 부재(12a)는, 도 3 및 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 프레임 튜브(10a), 제2 프레임 튜브(10b), 제3 프레임 튜브(10c) 및 제4 프레임 튜브(10d)가 본 발명에 다른 적외선 터치스크린 장치(1)의 사각 틀의 각 변을 형성하도록, 사각 틀의 4 모서리 영역에서 각각 제1 프레임 튜브(10a), 제2 프레임 튜브(10b), 제3 프레임 튜브(10c) 및 제4 프레임 튜브(10d)를 연결한다.
도 3 및 도 9를 참조하여, 제1 프레임 튜브(10a)와 제4 프레임 튜브(10d)를 연결하는 결합 부재(12a)를 예로 하여 설명하면, 결합 부재(12a)는 제1 프레임 튜브(10a)에 삽입되는 제1 삽입부(13a)와, 제4 프레임 튜브(10d)에 삽입되는 제2 삽입부(14a)를 포함한다. 즉, 제1 삽입부(13a)가 제1 프레임 튜브(10a)에 억지 끼워지고 제2 삽입부(14a)가 제4 프레임 튜브(10d)에 억지 끼워짐으로써, 결합 부재(12a)가 제1 프레임 튜브(10a)와 제4 프레임 튜브(10d)를 연결하게 된다.
여기서, 결합 부재(12a)는 탄성 재질, 예컨대 고무 재질로 마련됨으로써 제1 프레임 튜브(10a) 및 제4 프레임 튜브(10d)로의 삽입시 보다 견고하게 제1 프레임 튜브(10a)와 제4 프레임 튜브(10d)를 연결할 수 있게 된다. 또한, 결합 부재(12a)의 제1 삽입부(13a) 및 제2 삽입부(14a)에는 각각 다수의 제1 체결공이 형성되고, 이에 대응하여 제1 프레임 튜브(10a) 및 제4 프레임 튜브(10d)에도 각각 다수의 제2 체결공이 형성되어 나사(미도시) 등을 통해 결합 가능하도록 마련될 수 있다.
또한, 결합 부재(12a)는 양측 프레임 튜브 방향으로 연통된 내부가 빈 통 형태로 마련됨으로써, 각 프레임 튜브에 수용된 제1 적외선 송신 기판(30a), 제2 적외선 송신 기판(30b), 제1 적외선 수신 기판(30c) 및 제2 적외선 수신 기판(30d)들 간의 연결을 위한 케이블이 통과할 수 있다.
상기와 같은 제1 프레임 튜브(10a), 제4 프레임 튜브(10d) 및 결합 부재(12a)의 결합 구성에 대응하여, 본 발명에 따른 적외선 터치스크린 장치(1)의 나머지 모서리 영역에서도, 결합 부재(12a)를 통해 제1 프레임 튜브(10a), 제2 프레임 튜브(10b), 제3 프레임 튜브(10c) 및 제4 프레임 튜브(10d)가 사각 틀 형태를 갖도록 결합됨으로서, 도 3에 도시된 적외선 터치스크린 장치(1)의 형상이 형성 가능하게 된다.
전술한 실시예에서는 기판 프레임이 본 발명에 따른 적외선 터치스크린 장치(1)의 외관을 형성하는 것을 예로 하여 설명하였다. 이외에도, 기판 프레임을 PC 재질로 마련하고 기판 프레임의 외부를 커버하는 별도의 커버 프레임이 적외선 터치스크린 장치(1)의 외관을 형성하도록 마련될 수 있으며, 이 때 커버 프레임의 재질은 다양한 금속 재질로 마련 가능함은 물론이다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1 : 적외선 터치스크린 장치 10a : 제1 프레임 튜브
10b : 제2 프레임 튜브 10c : 제3 프레임 튜브
10d : 제4 프레임 튜브 30a : 제1 적외선 송신 기판
30b : 제2 적외선 송신 기판 30c : 제1 적외선 수신 기판
30d : 제2 적외선 수신 기판 50a : 제1 공용 기판
50b : 제2 공용 기판 50c : 제3 공용 기판
50d : 제4 공용 기판 51a : 적외선 송신 소자
51b : 적외선 수신 소자

Claims (7)

  1. 적외선 터치스크린 장치에 있어서,
    적외선 송신 처리를 위한 회로가 실장된 제1 적외선 송신 기판 및 제2 적외선 송신 기판과;
    적외선 수신 처리를 위한 회로가 실장된 제1 적외선 수신 기판 및 제2 적외선 수신 기판과;
    상기 제1 적외선 송신 기판, 상기 제2 적외선 송신 기판, 상기 제1 적외선 수신 기판 및 상기 제2 적외선 수신 기판 각각의 판면에 세워져 장착되는 제1 공용 기판, 제2 공용 기판, 제3 공용 기판 및 제4 공용 기판과;
    상기 제1 공용 기판 및 상기 제2 공용 기판에 각각 길이 방향을 따라 순차적으로 설치된 복수의 적외선 송신 소자와;
    상기 제3 공용 기판 및 상기 제4 공용 기판에 각각 길이 방향을 따라 순차적으로 설치된 복수의 적외선 수신 소자와;
    상호 대응하는 적외선 송신 소자와 적외선 수신 소자가 상호 대향하게 위치하도록 상기 제1 공용 기판이 장착된 상태의 상기 제1 적외선 송신 기판, 상기 제2 공용 기판이 장착된 상태의 상기 제2 적외선 송신 기판, 상기 제3 공용 기판이 장착된 상태의 상기 제1 적외선 수신 기판 및 상기 제4 공용 기판이 장착된 상태의 상기 제2 적외선 수신 기판을 수용 지지하는 사각 틀 형상의 기판 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 터치스크린 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 적외선 송신 기판, 상기 제2 적외선 송신 기판, 상기 제1 적외선 수신 기판 및 상기 제2 적외선 수신 기판은 각각 판면이 관통되어 형성된 적어도 하나의 장착홀을 포함하고;
    상기 제1 공용 기판, 상기 제2 공용 기판, 상기 제3 공용 기판 및 상기 제4 공용 기판은 각각 상기 제1 적외선 송신 기판, 상기 제2 적외선 송신 기판, 상기 제1 적외선 수신 기판 및 상기 제2 적외선 수신 기판에 세워져 장착되도록 상기 각 장착홀을 향해 돌출되어 상기 각 장착홀에 삽입되는 적어도 하나의 장착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 터치스크린 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 적외선 송신 기판, 상기 제2 적외선 송신 기판, 상기 제1 적외선 수신 기판 및 상기 제2 적외선 수신 기판은 각각,
    판면이 관통되어 형성된 적어도 하나의 접속홀과,
    상기 접속홀의 주변에 형성된 복수의 제1 접속 패드를 포함하며;
    상기 제1 공용 기판, 상기 제2 공용 기판, 상기 제3 공용 기판 및 상기 제4 공용 기판은 각각,
    상기 접속홀을 향해 돌출되어 상기 접속홀에 삽입되는 접속부와,
    상기 접속부가 상기 접속홀에 삽입된 상태에서 상기 제1 접속 패드와 전기적으로 연결 가능하게 상기 접속부의 표면에 형성된 복수의 제2 접속 패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 터치스크린 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 적외선 송신 소자와 상기 복수의 적외선 수신 소자는,
    상기 제1 적외선 송신 기판, 상기 제2 적외선 송신 기판, 상기 제1 적외선 수신 기판 및 상기 제2 적외선 수신 기판에 상기 제1 공용 기판, 상기 제2 공용 기판, 상기 제3 공용 기판 및 상기 제4 공용 기판이 장착된 상태에서, 상기 제1 적외선 송신 기판, 상기 제2 적외선 송신 기판, 상기 제1 적외선 수신 기판 및 상기 제2 적외선 수신 기판의 판면 상부에 위치하도록 상기 제1 공용 기판, 상기 제2 공용 기판, 상기 제3 공용 기판 및 상기 제4 공용 기판에 설치되는 것을 특징으로 하는 적외선 터치스크린 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 기판 프레임은,
    상기 제1 공용 기판이 상기 제1 적외선 송신 기판에 장착된 상태로 일측으로부터 삽입 가능하게 내부가 빈 제1 프레임 튜브와;
    상기 제2 공용 기판이 상기 제2 적외선 송신 기판에 장착된 상태로 일측으로부터 삽입 가능하게 내부가 빈 제2 프레임 튜브와;
    상기 제3 공용 기판이 상기 제1 적외선 수신 기판에 장착된 상태로 일측으로부터 삽입 가능하게 내부가 빈 제3 프레임 튜브와;
    상기 제4 공용 기판이 상기 제2 적외선 수신 기판에 장착된 상태로 일측으로부터 삽입 가능하게 내부가 빈 제4 프레임 튜브와;
    상기 제1 프레임 튜브, 상기 제2 프레임 튜브, 상기 제3 프레임 튜브 및 상기 제4 프레임 튜브가 사각 틀의 각 변을 형성하도록 상기 제1 프레임 튜브, 상기 제2 프레임 튜브, 상기 제3 프레임 튜브 및 상기 제4 프레임 튜브를 연결하는 4개의 결합 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 터치스크린 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 프레임 튜브, 상기 제2 프레임 튜브, 상기 제3 프레임 튜브 및 상기 제4 프레임 튜브의 내부에는 상기 제1 공용 기판 및 상기 제1 적외선 송신 기판, 상기 제2 공용 기판 및 상기 제2 적외선 송신 기판, 상기 제3 공용 기판 및 상기 제1 적외선 수신 기판, 상기 제4 공용 기판 및 상기 제2 적외선 수신 기판의 슬라이딩 삽입을 안내하는 가이드부가 삽입 방향을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 적외선 터치스크린 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제1 공용 기판, 상기 제2 공용 기판, 상기 제3 공용 기판 및 상기 제4 공용 기판은 적외선 수신 및 적외선 송신에 공용으로 적용 가능하도록 라인 배선으로 내부가 구성되는 것을 특징으로 하는 적외선 터치스크린 장치.
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KR100829172B1 (ko) 2006-02-20 2008-05-13 호감테크놀로지(주) 적외선 터치스크린 장치 및 적외선 터치스크린의 터치점의좌표 산출 방법

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