KR100993602B1 - 카메라부 광 유도체 구비 카메라 방식 터치 스크린 및 카메라부 광 유도체 구비 카메라 방식 터치 스크린의 작동 방법 - Google Patents

카메라부 광 유도체 구비 카메라 방식 터치 스크린 및 카메라부 광 유도체 구비 카메라 방식 터치 스크린의 작동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 카메라 방식 터치 스크린에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 카메라를 3개 이상 사용하여 다점 터치 위치를 인식하는 선형 발광체 이용 카메라 방식 터치 스크린에서 선형 광 유도체에 적외선을 입사하기 위한 광원으로부터 일부 적외선을 입사 받아 발광하는 카메라부 광 유도체를 카메라의 전면에 설치함으로써 터치 스크린의 기계적 높이를 높이지 않고 각 카메라들이 설치된 부분에 적외선 배경부를 형성할 수 있는 카메라 방식 터치 스크린에 관한 것이다.

Description

카메라부 광 유도체 구비 카메라 방식 터치 스크린 및 카메라부 광 유도체 구비 카메라 방식 터치 스크린의 작동 방법{Camera type touch-screen utilizing light guide media of camera part and method for operating the same}
본 발명은 카메라 방식 터치 스크린에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 카메라를 3개 이상 사용하여 다점 터치 위치를 인식하는 선형 발광체 이용 카메라 방식 터치 스크린에서 선형 광 유도체에 적외선을 입사하기 위한 광원으로부터 일부 적외선을 입사 받아 발광하는 카메라부 광 유도체를 카메라의 전면에 설치함으로써 터치 스크린의 기계적 높이를 높이지 않고 각 카메라들이 설치된 부분에 적외선 배경부를 형성할 수 있는 카메라 방식 터치 스크린에 관한 것이다.
터치 스크린은 컴퓨터나 디스플레이 장치에 사용자의 명령을 전달하여 주는 장치로서 마우스의 기능을 사용자의 손가락이나 펜 등의 물체로 대체시켜 주는 장치이다. 이 터치 스크린은 LCD, PDP, Projector(front/rear) 등의 화면의 앞에(화면에서 사용자측) 설치하여 사용자가 화면과 대응하는 명령을 주는 동시에 판서나 그림을 직접 화면에 그릴 수 있는 장점이 있다. 작게는 휴대폰, 자동차 네비게이션으로부터 크게는 교실의 칠판 및 상황판 등의 용도가 있으며 입력형 전자칠판(Interactive white board) 등의 용어로 불리우기도 한다.
이러한 터치 스크린은 박막 저항식, 정전 용량식, 적외선 Matrix식, 적외선 디지털 영상 카메라 방식(이하 “카메라 방식”) 등 여러 가지 방식이 있으며 20인치 이상의 화면 크기에는 주로 적외선 Matrix식이나 적외선 카메라 방식이 사용된다.
이 중 카메라 방식은 터치 스크린 테두리의 모서리 부분에 카메라들을 설치하고 이 카메라들에 마주보는 터치 스크린 틀의 테두리에 적외선 배경을 설치하여 터치 스크린 화면(틀의 안쪽 영역)에 터치 물체가 위치하게 되면 터치 물체가 적외선 배경을 차단하는 것을 카메라가 포착하여 터치의 유무 및 위치를 판단하는 장치이다. 각 부품들은 투과율이 좋은 유리판 위에 설치하고 유리판 조립체를 디스플레이 화면 앞에 설치하여 디스플레이 화면과 대응되게 한다. 터치 스크린 기능부(카메라, 적외선 배경부 등)는 테두리에 위치하므로 터치 물체와의 직접 기계적인 연관성은 없다.
이러한 카메라 방식 터치 스크린은 다시 적외선 배경부를 구성하는 방법에 따라 IR LED 배열식, 반사식, 선형 발광체 방식으로 구분된다.
IR LED 배열식은 터치 스크린의 외곽 프레임 내부에 적외선 LED를 다수 배열하여 적외선 배경을 형성한 방식이고, 반사식은 카메라에 인접하여 적외선 조명장치(IR LED)를 설치하고 테두리 프레임의 카메라에 대향하는 면에는 재귀 반사지를 부착하여 조명장치에서 조명된 적외선이 반사지에서 반사되는 것을 배경으로 하여 물체를 인식하는 방식이고, 선형 발광체 방식은 터치 스크린 화면을 구성하는 직사각형 테두리에 광 유도체를 설치하고 각 변의 광 유도체 끝 단면(모서리 내지 카메라 옆)에 IR LED를 설치하여 적외선 광을 광 유도체에 입사시키고 광 유도체에서는 광 유도체의 측면 방향(카메라 방향)으로 적외선이 발광되도록 함으로써 적외선 배경을 형성하는 방식이다.
이러한 선형 발광체 이용 카메라 방식 터치 스크린에서 두 개 이상의 터치 물체를 화면 모든 영역에서 인식하려면 2개의 카메라로는 한계가 있다. 즉, 두 개의 터치 물체가 어떤 한 개의 카메라 시야의 동일 각도에 있으면 먼 위치에 있는 터치 물체는 가까운 위치의 터치 물체에 가려져서 카메라가 정확한 각도를 인식할 수 없다. 따라서 두 개 이상의 터치 물체를 감지하려면 적어도 3개 이상의 카메라가 있어야 한다.
종래, 선형 발광체 이용 카메라 방식 터치 스크린으로서 다점 터치 인식이 가능한 것으로는 본 출원인에 의하여 대한민국에 특허출원되어 등록된 "선형 적외선 발광체를 이용한 카메라 방식의 터치 스크린(등록번호:KR10-0910024)"이 있다.
3개 이상의 카메라를 이용하여 다점 터치 위치를 검출하는 방법은 상기 "선형 적외선 발광체를 이용한 카메라 방식의 터치 스크린(등록번호:KR10-0910024)"에 상세하게 설명되어 있으므로, 이에 기재된 내용에 따라 3개 이상의 카메라를 이용하여 다점 터치 위치를 검출하는 과정 내지 원리에 대하여 설명한다.
먼저 종래기술(등록번호:KR10-0910024)의 식별번호 <51> 내지 <59>를 참조하여 2개의 카메라를 이용하여 사용자의 단일 터치 위치를 인식하는 과정 내지 원리에 대하여 설명한다.
도16은 종래기술(등록번호:KR10-0910024)에 따라 2개의 카메라를 이용하여 사용자의 단일 터치 위치를 인식하는 과정 내지 원리의 개념도를 나타낸다.
도16을 참조하면 영상이 디스플레이되는 터치 스크린 화면(10)의 두 모서리에 설치된 카메라(A, B) 중 우측 모서리에 설치된 카메라(B)의 위치를 기준 좌표 (0,0)으로 설정하고, 터치 스크린 화면(10)의 가로방향 길이를 L로, 터치 스크린 화면(10)의 세로방향 길이를 H로 설정하면, 사용자의 손가락이나 터치 펜 등에 의해 터치된 위치의 터치 스크린 화면(10)상 좌표 (x,y)는 두 대의 카메라(A, B)에 의해 다음과 [수학식1] 및 [수학식2]와 같이 인식된다.
[수학식1]
tan α = y/(L - x)
[수학식2]
tan β = x/y
카메라(A, B)를 통하여 감지되는 적외선 신호를 분석하여 사용자의 터치 스크린 화면(10) 상의 터치 위치를 검출하는 제어보드는 [수학식1], [수학식2] 및 아래의 [수학식3]을 이용하여 사용자의 터치 위치의 좌표를 검출하게 된다.
[수학식3]
x = L×tanα×tanβ/(tanα×tanβ＋l)
y = L×tanα/(tanα×tanβ＋1)
[수학식1], [수학식2] 및 [수학식3]을 통하여 상기 제어보드는 카메라(A, B)를 통하여 인식되는 사용자의 터치 좌표를 계산하여 컴퓨터에 전송하게 되고, 컴퓨터는 상기 제어보드를 통하여 전송되는 터치 좌표를 터치 스크린 화면(10)에 디스플레이되는 영상에 대응시켜 터치 스크린 화면(10)에 표시하게 된다.
이어서, 종래기술(등록번호:KR10-0910024)의 식별번호 <60> 내지 <68>을 참조하여 3개의 카메라를 이용하여 사용자의 다점 터치 위치를 인식하는 과정 내지 원리에 대하여 설명한다.
도17은 및 도18은 종래기술(등록번호:KR10-0910024)에 따라 3개의 카메라를 이용하여 사용자의 다점 터치 위치를 인식하는 과정 내지 원리의 개념도를 나타낸다.
도16에서 설명하였던 카메라 A와 B간의 [수학식1], [수학식2] 및 [수학식3]에 따라 좌표(x,y)를 산출하는 방법을 도10의 카메라 B와 C, 또는 카메라 C와 A 사이 등에 적용하면 여러 개의 좌표(x,y)들을 구할 수 있게 된다. 하지만, 3개의 카메라 쌍(A와 B, B와 C, C와 A)으로부터 계산되어 획득되는 좌표들은 실제의 터치 지점과 실제가 아닌 허상의 점들을 모두 포함하고 있으므로, 논리적인 방법으로 실상과 허상을 분리하여야 한다.
도18에는 이러한 다점 터치 시에 발생하는 실상과 허상을 구별하는 방법의 개념이 도시되어 있다.
도18을 참조하면 3개의 터치점(①,②,③)이 동시에 발생하였을 경우, 카메라 A는 각도 α1,α2,α3을, 카메라 B는 β1,β2,β3을, 카메라 C는 γ1,γ2,γ3을 감지하게 된다. 이러한 감지 각으로부터 [수학식1], [수학식2] 및 [수학식3]을 적용하면 여러 개의 좌표 군이 산출되는데, 수식에서 산출되는 여러 좌표들 중에서 3개의 지점(①,②,③)만이 실제 터치점이고, 나머지 점들은 계산상에서만 나타나는 허상들이다.
따라서, 하나의 카메라 쌍(A와 B)에서 계산되는 좌표들과 다음 카메라 쌍(B와 C, 또는 C와 A)에서 계산되는 좌표들 중 서로 일치하는 좌표만을 선택하게 되면 이 선택된 좌표가 실제 터치점이 됨을 알 수 있다. 상기의 방법을 통하여 사용자에 의해 터치되는 단일 지점뿐 아니라 동시에 터치되는 다점도 인식할 수 있게 된다.
한편, 카메라를 2개 사용하여 단일 터치 위치를 인식하는 선형 발광체 이용 카메라 방식 터치 스크린은 카메라가 설치된 영역에 적외선 배경부를 형성할 필요가 없지만 카메라를 3개 이상 사용하여 다점 터치 위치를 인식하는 선형 발광체 이용 카메라 방식 터치 스크린은 카메라가 설치된 영역에서도 적외선 배경이 필요하다.
카메라를 2개 사용하여 단일 터치 위치를 인식하는 선형 발광체 이용 카메라 방식 터치 스크린은 사각형의 터치 스크린 화면 중 카메라가 설치된 일변 근부는 위치 오차가 커서 사용하지 못하는 영역이 된다.(흔히 Dead zone 이라고 불림) 실제로는 카메라 각도로 약 1.5도, 16:9 화면에서 세로 길이의 약 4.5%, (46인치 화면 경우 약 25mm)가 비 사용 영역(Dead zone)이 된다. 따라서 각 카메라 시야에는 상대 카메라가 포함되지 않는다.
그러나 카메라를 3개 이상 사용하여 다점 터치 위치를 인식하는 선형 발광체 이용 카메라 방식 터치 스크린에서는 카메라의 시야 내에 다른 카메라가 존재하게 된다. 또한 3개 이상의 카메라를 사용하는 터치 스크린의 경우는 2개의 카메라를 사용하는 터치 스크린에서 존재하는 비 사용영역(Dead zone)이 없이 카메라가 설치된 내부 4각 영역을 모두 사용할 수 있다. 이는 2개의 카메라에서 인식된 터치 물체의 각도만이 아닌 다른 카메라에서 인식된 터치 물체의 각도 신호를 사용하여 좌표를 계산할 수 있기 때문이다. 이렇게 비 사용 영역이 없이 카메라 내부 4각 영역을 모두 사용 영역으로 할 경우에는 대향 카메라 위치만이 아닌 인접하는 카메라 위치에서도 적외선 배경 신호가 필요하게 된다.
도1 및 도2는 카메라 전방에서 바라본 개념도로서, 카메라를 3개 이상 사용하는 선형 발광체 이용 카메라 방식 터치 스크린에서 카메라가 설치된 영역에 적외선 배경부를 형성한 종래 기술의 개념도를 나타낸다.
도1에 도시된 종래 기술은 1층 구조로서 카메라(40) 양 옆에 적외선 LED(광원)(30)를 설치하여 카메라(40) 부분은 제외하고 카메라의 적외선 배경부를 형성하였고, 도2에 도시된 종래 기술은 2층 구조로서 카메라(40)의 하부에 적외선 LED(광원)(30)를 설치하여 카메라 부분에 카메라의 적외선 배경부를 형성하였다. 도면 부호 20 및 20a는 적외선을 유도하여 발광하기 위한 선형 광 유도체를 나타낸다.
도1에 도시된 종래 기술과 같이 카메라(40)와 카메라의 적외선 배경부를 1층 구조로 하는 경우의 문제점은 카메라(40) 부분에는 다른 카메라(40)를 위한 적외선 배경부가 형성되지 않는다는 점이다. 카메라(40) 전면부의 폭은 사용하는 영상 센서의 폭에 의해 결정되는데, 현재 가장 작은 폭의 센서는약 5mm 이고, 이를 사용하여 카메라를 설계하면 최소한의 카메라 전면부의 폭은 약 6~7mm 이며 이 크기(직경) 이하의 터치 물체는 감지할 수 없게 된다. 이 크기 이상의 터치 물체라 할지라도 터치 물체의 존재는 감지할 수 있지만 터치 위치 판정 정확도는 낮아질 수 밖에 없다.
도2에 도시된 종래 기술과 같이 카메라(40)와 카메라의 적외선 배경부를 2층 구조로 하는 경우에는 카메라(40) 부분에 적외선 배경부를 형성할 수 있지만, 터치 스크린의 두께 치수가 높아지고 기준면에서 터치 물체가 터치하기 위해 터치 스크린 화면으로 접근할 때 터치 스크린이 터치 물체를 인식하기 시작하는 높이가 높아진다. 터치 스크린은 디스플레이 장치에 설치되어 동작하는데 디스플레이 장치는 외관(두께), 크기 및 중량이 매우 중요하다. 특히 컴퓨터 모니터 등의 제품에 있어서 디스플레이 두께(터치 스크린이 장착된 후)는 제품 경쟁력의 중요 항목 중 하나이다. 또한 터치 인식 높이가 높으면 터치 스크린 사용자에게 있어 실제 본인이 터치 동작을 하는 것과 터치 스크린이 반응하는데 차이를 느끼게 하는 요인이 된다. 즉, 판서를 할 때 사용자는 기준면에 본인의 손가락(혹은 막대기 등의 물체)이 닿지 않았는데 터치 스크린이 반응하는 것으로 느끼게 된다. 즉 판서하고자 하는 문자 사이가 떨어지지 않고 연결되는 결과를 초래한다. 이와 같이 3개 이상의 카메라를 설치하여 다점 인식을 위한 터치 스크린을 설계할 때 높이를 키우지 않고 터치 기능을 할 수 있도록 하는 것은 매우 중요하다.
본 발명은 카메라를 3개 이상 사용하여 다점 터치 위치를 인식하는 선형 발광체 이용 카메라 방식 터치 스크린에서 터치 스크린의 기계적 높이를 높이지 않고 각 카메라들이 설치된 부분에 적외선 배경부를 형성할 수 있는 카메라부 광 유도체 구비 카메라 방식 터치 스크린을 제공하고자 한다.
본 발명은 각 카메라들이 설치된 부분에 형성되는 카메라의 적외선 배경부를 형성함에 있어서 별도의 광원을 사용하지 않고 종래 기술의 선형 적외선 발광체에 적외선을 공급하기 위하여 설치되는 광원을 이용할 수 있는 카메라부 광 유도체 구비 카메라 방식 터치 스크린을 제공하고자 한다.
본 발명은 상기한 터치 스크린의 작동 방법으로서, 카메라가 적외선을 수광할 때 해당 카메라의 "적외선 입사부"로부터 해당 카메라의 “카메라부 광 유도체”로 입사된 적외선이 수광되지 않도록 각 카메라에 의한 촬영과 각 변에 형성된 광원으로부터의 발광이 동시에 이루어지지 않도록 할 수 있는 카메라부 광 유도체 구비 카메라 방식 터치 스크린의 작동 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 영상이 디스플레이되는 직사각형의 터치 스크린 화면(100); 상기 터치 스크린 화면(100)의 테두리 각 변에 설치되어 입사된 적외선을 발광하는 선형 광 유도체(200, 200a); 상기 선형 광 유도체(200, 200a)에 적외선을 입사시키도록 상기 터치 스크린 화면(100)의 테두리에 설치되는 광원(300, 300a); 상기 선형 광 유도체(200, 200a)로부터 발광되는 적외선을 수광하여 다점 터치 인식이 가능하도록, 상기 터치 스크린 화면(100)의 각 모서리 중 적어도 셋 이상의 모서리에 설치되는 카메라(400); 상기 광원(300, 300a)으로부터 발광된 일부 적외선이 입사되어 상기 카메라(400) 중 다른 카메라(400)를 향하여 발광하도록 상기 카메라(400) 전면에 설치되는 카메라부 광 유도체(500, 500a); 상기 카메라(400)를 통하여 수광되는 적외선 신호를 분석하여 상기 터치 스크린 화면(100) 상의 터치 지점을 검출하는 제어보드(600); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라부 광 유도체 구비 카메라 방식 터치 스크린에 관한 것이다.
본 발명은 상기 광원(300, 300a)으로부터 발광된 일부 적외선을 상기 카메라부 광 유도체(500, 500a) 내부로 입사시키기 위하여 상기 카메라부 광 유도체(500, 500a) 표면에 형성되는 적외선 입사부(510, 510a); 상기 카메라부 광 유도체(500, 500a) 내부로 입사된 적외선을 난 반사시켜 상기 카메라(400) 중 다른 카메라(400)를 향하여 발광하도록 상기 카메라부 광 유도체(500, 500a) 표면에 형성되는 난 반사부(520, 520a); 상기 카메라(400)의 수신 시야각 90도를 확보하기 위하여 상기 카메라부 광 유도체(500, 500a) 전면에 형성되는 수신 시야각 확보부(530, 530a); 상기 수신 시야각 확보부(530, 530a)를 통하여 입사된 적외선이 상기 카메라(400)의 광수신 구멍(411)에 입사되도록 상기 난 반사부(520, 520a) 중 상기 카메라부 광 유도체(500, 500a) 후면에 형성된 난 반사부(520, 520a)에 둘러싸이며 형성되는 광수신 구멍 입사부(540, 540a); 를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 광원(300, 300a)은 상기 터치 스크린 화면(100)의 테두리 일변 중 상기 카메라부 광 유도체(500)의 후면 후방에 설치되는 가장자리부 광원(300)을 포함하고, 상기 선형 광 유도체(200, 200a)는 횡 단면이 원형이고 길이방향으로 적외선 난 반사선(212)이 형성되며 일측단이 상기 가장자리부 광원(300)에 인접하여 설치되는 투명한 수지봉(210)을 포함하고, 상기 적외선 입사부(510, 510a)는 상기 카메라부 광 유도체(500)의 후면에 형성되는 후면 적외선 입사부(510)를 포함할 수 있고, 상기 선형 광 유도체(200, 200a)는 횡 단면이 원형이고 길이방향으로 적외선 난 반사선(212a)이 형성되며 상기 터치 스크린 화면(100)의 테두리 일 변에 적어도 2개 이상 일렬로 배열되는 투명한 수지봉(210a)을 포함하고, 상기 광원(300, 300a)은 상기 터치 스크린 화면(100)의 테두리 일 변에 적어도 2개 이상 일렬로 배열되는 투명한 수지봉(210a) 사이에 설치되는 중앙부 광원(300a)을 포함하고, 상기 적외선 입사부(510, 510a)는 상기 카메라부 광 유도체(500a)의 전면과 후면을 연결하는 측면에 형성되는 측면 적외선 입사부(510a)를 포함하되, 상기 터치 스크린 화면(100)의 테두리 일 변에 적어도 2개 이상 일렬 배열되는 투명한 수지봉(210a) 중 가장자리에 위치한 수지봉(210a)은 일측단이 상기 측면 적외선 입사부(510a)에 인접하도록 설치될 수 있다.
본 발명은 상기 선형 광 유도체(200, 200a)에 인접하여 상기 터치 스크린 화면(100) 안쪽에 설치되며 적외선을 통과시키는 수지재질의 보호창(700)을 포함하되, 상기 보호창(700)의 일측단은 상기 카메라부 광 유도체(500, 500a)의 표면에 연결될 수 있다.
한편, 본 발명은 상기 어느 하나의 카메라 방식 터치 스크린의 작동 방법으로서, 상기 카메라(400)는 제1 카메라(400-1), 제2 카메라(400-2) 및 제3 카메라(400-3)를 포함하되, 상기 광원(300, 300a) 가운데 상기 터치 스크린 화면(100)의 상호 이웃한 두 변 중 상기 제1 카메라(400-1)와 마주보는 두 변에 위치한 제1 대향 광원(300-3, 300-4, 300-5, 300-6, 300a-3, 300a-4, 300a-5, 300a-6), 상기 제2 카메라(400-2)와 마주보는 두 변에 위치하는 제2 대향 광원(300-5, 300-6, 300-7, 300-8, 300a-5, 300a-6, 300a-7, 300a-8) 및 상기 제3 카메라(400-3)와 마주보는 두 변에 위치하는 제3 대향 광원(300-1, 300-2, 300-3, 300-4, 300a-1, 300a-2, 300a-3, 300a-4)을 상호 이시적으로 작동시켜 적외선을 발광시키는 광원 작동 단계; 상기 제1 대향 광원(300-3, 300-4, 300-5, 300-6, 300a-3, 300a-4, 300a-5, 300a-6), 제2 대향 광원(300-5, 300-6, 300-7, 300-8, 300a-5, 300a-6, 300a-7, 300a-8) 및 제3 대향 광원(300-1, 300-2, 300-3, 300-4, 300a-1, 300a-2, 300a-3, 300a-4) 중 특정 대향 광원이 작동되는 시간 중 임의 시점에 상기 특정 대향 광원이 위치한 두 변과 마주보는 카메라(400)를 작동시켜 촬상하는 카메라 작동 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라부 광 유도체 구비 카메라 방식 터치 스크린의 작동 방법에 관한 것이다.
본 발명은 카메라를 3개 이상 사용하여 다점 터치 위치를 인식하는 선형 발광체 이용 카메라 방식 터치 스크린에서 선형 광 유도체에 적외선을 입사하기 위한 광원으로부터 일부 적외선을 입사 받아 발광하는 카메라부 광 유도체를 카메라의 전면에 설치함으로써 터치 스크린의 기계적 높이를 높이지 않고 각 카메라들이 설치된 부분에 적외선 배경부를 형성할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 각 카메라들이 설치된 부분에 형성되는 카메라의 적외선 배경부를 형성함에 있어서 별도의 광원을 사용하지 않고 종래 기술의 선형 적외선 발광체에 적외선을 공급하기 위하여 설치되는 광원을 이용할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 작동 방법에 따르면 카메라가 적외선을 수광할 때 "해당 카메라부 광 유도체(해당 카메라의 전면에 설치된 카메라부 광 유도체를 말함)"의 "적외선 입사부"를 통해 "해당 카메라부 광 유도체"로 입사된 적외선이 수광되지 않도록 각 카메라에 의한 촬영과 각 변에 형성된 광원으로부터의 발광이 동시에 이루어지지 않는 장점이 있다. 이렇게 함으로써 "해당 카메라부 광 유도체"의 "적외선 입사부"를 통해 입사되어 난 반사되는 적외선 중 일부가 해당 카메라로 수광되는 문제점이 방지된다.
도1 및 도2는 카메라 전방에서 바라본 개념도로서, 카메라를 3개 이상 사용하는 선형 발광체 이용 카메라 방식 터치 스크린에서 카메라가 설치된 영역에 적외선 배경부를 형성한 종래 기술의 개념도.
도3은 실시예1의 개략적 설치 평면도.
도4는 "카메라부 광 유도체"의 상층부가 절단된 도3의 주요부의 상세도.
도5는 도3의 광원 및 선형 광 유도체가 형성하는 선형 적외선 배경부의 개략도.
도6은 도3 중 카메라가 설치되지 않는 모서리에서 두 개의 선형 적외선 배경부를 직각으로 연결하는 모서리 블록의 사시도.
도7은 도3의 선형 광 유도체에 형성된 적외선 난반사 선에서 반사되는 적외선의 반사 경로 상태도.
도8은 도3의 선형 광 유도체의 외측으로 방출되는 적외선의 경로의 상태도.
도9는 도3의 카메라부 광 유도체의 사시도.
도10은 도3의 카메라부 광 유도체의 수신 시야각 확보부의 크기를 설명하기 위한 개념도.
도11은 카메라의 적외선 배경부가 없는 경우 대향 카메라에서 수신되는 적외선 배경 신호의 그래프.
도12는 카메라의 적외선 배경부가 구비된 실시예1의 경우 대향 카메라에서 수신되는 적외선 배경 신호의 그래프.
도13은 실시예2의 개략적 설치 평면도.
도14는 "카메라부 광 유도체"의 상층부가 절단된 도13의 주요부의 상세도.
도15는 도13의 카메라부 광 유도체의 사시도.
도16은 종래기술(등록번호:KR10-0910024)에 따라 2개의 카메라를 이용하여 사용자의 단일 터치 위치를 인식하는 과정 내지 원리의 개념도.
도17은 및 도18은 종래기술(등록번호:KR10-0910024)에 따라 3개의 카메라를 이용하여 사용자의 다점 터치 위치를 인식하는 과정 내지 원리의 개념도.
이하, 도면을 참조하며 본 발명의 일실시예에 대하여 상세히 설명한다.
실시예1
실시예1은 본 발명에 따른 카메라부 광 유도체 구비 카메라 방식 터치 스크린에 관한 것이다.
도3은 실시예1의 개략적 설치 평면도를, 도4는 "카메라부 광 유도체"의 상층부가 절단된 도3의 주요부의 상세도를, 도5는 도3의 광원 및 선형 광 유도체가 형성하는 선형 적외선 배경부의 개략도를, 도6은 도3 중 카메라가 설치되지 않는 모서리에서 두 개의 선형 적외선 배경부를 직각으로 연결하는 모서리 블록의 사시도를, 도7은 도3의 선형 광 유도체에 형성된 적외선 난반사 선에서 반사되는 적외선의 반사 경로 상태도를, 도8은 도3의 선형 광 유도체의 외측으로 방출되는 적외선의 경로의 상태도를, 도9는 도3의 카메라부 광 유도체의 사시도를, 도10은 도3의 카메라부 광 유도체의 수신 시야각 확보부의 크기를 설명하기 위한 개념도를, 도11은 카메라의 적외선 배경부가 없는 경우 대향 카메라에서 수신되는 적외선 배경 신호의 그래프를, 도12는 카메라의 적외선 배경부가 구비된 실시예1의 경우 대향 카메라에서 수신되는 적외선 배경 신호의 그래프를 나타낸다.
도3을 참조하면 실시예1은 터치 스크린 화면(100), 선형 광 유도체(200), 광원(300), 카메라(400), 카메라부 광 유도체(500), 제어보드(600) 및 보호창(700)을 포함한다.
도3을 참조하면 터치 스크린 화면(100)은 터치 물체에 의하여 터치되며, 터치 물체의 터치 신호에 의하여 영상이 디스플레이되는 사각형의 화면이다.
도3을 참조하면 카메라(400)는 제1 카메라(400-1), 제2 카메라(400-2) 및 제3 카메라(400-3)를 포함하는데, 각각의 카메라(400-1, 400-2, 400-3)는 터치 스크린 화면(100)의 모서리에 설치된다. 카메라(400)가 3개 설치됨으로써 후술하는 선형 광 유도체(200)로부터 발광되는 적외선을 수광하여 다점 터치 인식이 가능해진다. 한편, 도4를 참조하면 카메라(400)는 수신렌즈(410) 및 영상센서(420)를 포함하는데, 카메라(400)의 전면에는 수신렌즈(410)로 광을 수신하기 위한 광수신 구멍(411)이 형성된다.
도3을 참조하면 광원(300)은 터치 스크린 화면(100)의 테두리 각 변의 끝단에 설치되는 가장자리부 광원(300)인데, 적외선 LED일 수 있다. 따라서, 가장자리부 광원(300) 중 가장자리부 광원(300-1, 300-8)은 제1 카메라(400-1) 근부에 설치되고, 자장자리부 광원(300-2, 300-3)은 제2 카메라(400-2) 근부에 설치되고, 가장자리부 광원(300-4, 300-5)은 제2 카메라(400-2)가 설치된 모서리와 마주보는 모서리 근부에 설치되고, 가장자리부 광원(300-6, 300-7)은 제3 카메라(400-3) 근부에 설치된다.
도3을 참조하면 터치 스크린 화면(100)의 테두리 각 변에는 입사된 적외선을 안내하며 발광하는 선형 광 유도체(200)가 설치된다. 즉, 각각의 선형 광 유도체(200)는 가장자리부 광원(300-1)과 가장자리부 광원(300-2) 사이, 가장자리부 광원(300-3)과 가장자리부 광원(300-4) 사이, 가장자리부 광원(300-5)과 가장자리부 광원(300-6) 사이 및 가장자리부 광원(300-7)과 가장자리부 광원(300-8) 사이에 설치된다. 각각의 선형 광 유도체(200)는 측단이 가장자리부 광원(300)에 인접하도록 설치된다. 따라서, 가장자리부 광원(300)으로부터 발광된 적외선이 선형 광 유도체(200)의 측단을 통하여 그 내부로 용이하게 입사된다.
도5 및 도8을 참조하면 선형 광 유도체(200)는 횡 단면이 원형이고 길이방향으로 적외선 난 반사선(212)이 형성되는 투명한 수지봉(210)이다. 적외선 난반사 선(212)은 백색이나 적색의 적외선 반사 도료가 칠해져 형성될 수 있다.
도7을 참조하면 선형 광 유도체(200) 양단에서 가장자리부 광원(300)에 의해 발광된 적외선은 선형 광 유도체(200) 내부에서 내부 전반사에 의하여 갇혀있게 되는데, 도8을 함께 참조하면 이 선형 광 유도체(200)에 갇힌 적외선의 일부는 길이 방향으로 형성된 적외선 난 반사선(212)에서 반사되어 선형 광 유도체(200) 내부를 통과하여 반대편 표면을 통하여 밖으로 방출되게 된다. 즉, 가장자리부 광원(300)에서 발광되어 입사된 적외선은 선형 광 유도체(200)의 내측에서 전반사되고 선형 광 유도체(200)에 형성된 적외선 난반사 선(212)을 통하여 난반사된 후 선형 광 유도체(200)의 외부로 방출되게 된다. 선형 광 유도체(200)의 외부로 방출되는 적외선은 원형봉인 수지봉(210)의 렌즈 효과 때문에 상당 부분 평행하게 집속되어 터치 스크린 화면(100)의 반대편 모서리에 위치한 카메라(400)에 높은 효율로 도달하게 된다.
따라서, 실시예1의 경우 가장자리부 광원(300) 및 선형 광 유도체(200)가 터치 스크린 화면(100)의 테두리 각 변에 위치하는 선형 적외선 배경부를 형성하게 된다.
도3 및 도4를 참조하면 카메라부 광 유도체(500)는 가장자리부 광원(300)으로부터 발광된 일부 적외선이 입사되어 카메라(400) 중 다른 카메라(400)를 향하여 발광하도록 카메라(400) 전면에 설치된다. 따라서, 가장자리부 광원(300)으로부터 발광된 일부 적외선이 해당 가장자리부 광원(300) 근부에 위치한 카메라부 광 유도체(500)에 입사되도록 해당 가장자리부 광원(300)은 그 근부에 위치한 카메라부 광 유도체(500)의 후면 후방에 위치한다.
도4 및 도9의 (b)를 참조하면 카메라부 광 유도체(500) 표면에는 가장자리부 광원(300)으로부터 발광된 일부 적외선을 카메라부 광 유도체(500) 내부로 입사시키기 위한 적외선 입사부(510)가 형성된다. 적외선 입사부(510)는 카메라부 광 유도체(500)의 후면에 형성되는 후면 적외선 입사부(510)인데, 후면 적외선 입사부(510)는 카메라부 광 유도체(500)의 후면 측단에 각각 형성될 수 있다.
도4 및 도9를 참조하면 카메라부 광 유도체(500) 표면에는 카메라부 광 유도체(500) 내부로 입사된 적외선을 난 반사시켜 카메라(400) 중 다른 카메라(400-1, 400-2)를 향하여 발광하도록 난 반사부(520)가 형성된다. 난 반사부(520)는 카메라부 광 유도체(500)의 전면 측단에 형성되는 전면 난 반사부(520-1), 후면 중 후면 적외선 입사부(510) 및 후술하는 광수신 구멍 입사부(540)를 제외한 부분에 형성되는 후면 난 반사부(520-2), 전면과 후면을 연결하는 측면에 형성되는 측면 난 반사부(520-3), 상면에 형성되는 상면 난 반사부(520-4) 및 하면에 형성되는 하면 난 반사부(520-5)를 포함한다.
후면 난 반사부(520-2)는 해당 카메라부 광 유도체(500)(해당 카메라(400-3)의 전면에 설치되는 카메라부 광 유도체(500a)를 말함)의 후면 적외선 입사부(510)를 통하여 입사된 적외선이 해당 카메라부 광 유도체(500)의 후면을 통하여 새나가지 않도록 하며, 또한 해당 카메라부 광 유도체(500)의 후면을 통한 적외선 투과가 없도록 하여 해당 카메라(400-3)가 적외선을 수광하여 촬영하는 경우 광수신 구멍(411, 도4 참조) 이외의 부분에서 적외선이 수신되지 않도록 하기 위한 것이다.
상면 난 반사부(520-4) 및 하면 난 반사부(520-5)는 해당 카메라부 광 유도체(500)의 후면 적외선 입사부(510)를 통하여 입사된 적외선이 해당 카메라부 광 유도체(500)의 후면을 통하여 새나가지 않도록 하여 광 유실이 없도록 하기 위한 것이다.
전면 난 반사부(520-1) 및 측면 난 반사부(520-3)는 해당 카메라부 광 유도체(500)의 후면 적외선 입사부(510)를 통하여 입사된 적외선이 해당 카메라부 광 유도체(500)의 전면 및 측면을 통하여 투과되는 양을 적절히 조절함으로써 가능한 범위 내에서 다른 카메라(400-1, 400-2)에 대한 균일한 적외선 배경 신호를 발생시키기 위한 것이다. 따라서, 이러한 범위 내에서 전면 난 반사부(520-1) 및 측면 난 반사부(520-3)는 그 크기가 결정될 수 있는데, 전면 난 반사부(520-1)는 후술하는 수신 시야각 확보부(530)를 제외한 부분에 형성되어야 한다.
즉, 난 반사부(520)는 후면 적외선 입사부(510), 후술하는 수신 시야각 확보부(530) 및 후술하는 광수신 구멍 입사부(540)를 제외한 전 표면에 형성될 수 있다. 카메라부 광 유도체(500)로 입사된 적외선은 난 반사부(520)에 의하여 여러 반사 경로를 거쳐 다른 카메라(400-1, 400-2)를 향하여 발광하게 되는데, 이 경우 해당 카메라부 광 유도체(500)의 후면 난 반사부(520-2)에 의하여 해당 카메라부 광 유도체(500)의 후면으로 적외선이 새나가지 않게 된다.
도4 및 도9의 (a)를 참조하면 카메라부 광 유도체(500) 전면에는 카메라(400)의 수신 시야각 90도를 확보하기 위하여 수신 시야각 확보부(530)가 형성된다. 도10을 함께 참조하면 수신 시야각 확보부(530)의 형성 위치 및 크기를 알 수 있다.
도4 및 도9의 (b)를 참조하면 카메라부 광 유도체(500) 후면에는 광수신 구멍 입사부(540)가 형성된다. 광수신 구멍 입사부(540)는 수신 시야각 확보부(530)를 통하여 입사된 적외선이 카메라(400-3)의 광수신 구멍(411)에 입사되도록 난 반사부(520) 중 카메라부 광 유도체(500) 후면에 형성된 후면 난 반사부(520-2)에 둘러싸이며 형성된다. 광수신 구멍 입사부(540)는 수신렌즈(410)의 광 수신 기능을 위한 것으로 광수신 구멍 입사부(540)의 직경은 약 1~2mm 정도가 되도록 한다. 이렇게 하더라도 실용상 터치 스크린의 인식 가능 터치 물체의 직경은 3~7mm 이상이므로 문제가 없다.(수신렌즈(410) 또한 1mm 정도의 적외선 배경 함몰을 식별하지 못하도록 설계함)
한편, 카메라부 광 유도체(500)는 선형 광 유도체(200)와 동일한 재질로 형성될 수 있고, 난 반사부(520)는 적외선 난반사 선(212)과 마찬가지로 백색이나 적색의 적외선 반사 도료가 칠해져 형성될 수 있다. 이 경우 적외선 입사부(510), 수신 시야각 확보부(530) 및 광수신 구멍 입사부(540)는 백색이나 적색의 적외선 반사 도료가 칠해지지 않은 부분일 수 있다.
따라서, 실시예1의 경우 카메라(400) 근부에 설치되는 가장자리부 광원(300-1, 300-2, 300-3, 300-6, 300-7, 300-8) 및 카메라부 광 유도체(500)가 터치 스크린 화면(100)의 모서리부의 적외선 배경부인 카메라부의 적외선 배경부를 형성하게 된다.
도3을 참조하면 제어보드(600)는 각각의 카메라(400-1, 400-2, 400-3)를 통하여 수광되는 적외선 신호를 분석하여 터치 스크린 화면(100) 상의 다점 터치 위치를 검출하게 된다. 다점 터치 위치를 검출하는 과정 내지 원리는 종래기술(등록번호:KR10-0910024)에 기재된 내용에 따라 배경기술에서 설명한 바에 준한다.
도3 및 도4를 참조하면 보호창(700)은 선형 광 유도체(200)에 인접하여 터치 스크린 화면(100) 안쪽에 설치되는데, 적외선을 통과시키는 수지재질로 형성된다. 보호창(700)의 일측단은 카메라부 광 유도체(500)의 전면에 연결되도록 설치된다. 한편, 터치 스크린은 먼지, 물기 등으로부터 보호를 위하여 보호창(700)이 필요하다. 따라서, 카메리부 광 유도체(500)를 카메라(400) 전면에 설치하여 보호창(700)과 연결시킴으로써 카메리부 광 유도체(500)가 보호창(700)의 기능을 겸하도록 할 수 있다.
도11은 카메라의 적외선 배경부가 없는 경우 대향 카메라에서 수신되는 적외선 배경 신호의 그래프를 나타내고, 도12는 카메라의 적외선 배경부가 구비된 실시예1의 경우 대향 카메라에서 수신되는 적외선 배경 신호의 그래프를 나타낸다. 도11 및 도12를 참조하면 카메라의 적외선 배경부가 설치되지 않은 경우는 대향 카메라(400-2, 도3 참조)에서 수신하는 적외선 배경 신호의 수준은 해당 카메라 위치(400-3)에서 터치 기능 수행을 위한 최저 신호 수준 미만이지만, 카메라의 적외선 배경부가 설치된 실시예1의 경우 대향 카메라(400-2)에서 수신하는 적외선 배경 신호의 수준은 해당 카메라(400-3) 위치에서 터치 기능 수행을 위한 최저 신호 수준을 초과하게 된다.
실시예2
실시예2는 본 발명에 따른 다른 카메라부 광 유도체 구비 카메라 방식 터치 스크린에 관한 것이다.
도13은 실시예2의 개략적 설치 평면도를, 도14는 "카메라부 광 유도체"의 상층부가 절단된 도13의 주요부의 상세도를, 도15는 도13의 카메라부 광 유도체의 사시도를 나타낸다.
도13을 참조하면 실시예2는 터치 스크린 화면(100), 선형 광 유도체(200a), 광원(300a), 카메라(400), 카메라부 광 유도체(500a), 제어보드(도면 미도시) 및 보호창(700)을 포함한다.
도13을 참조하면 터치 스크린 화면(100)의 테두리 각 변에는 입사된 적외선을 안내하며 발광하는 선형 광 유도체(200a)가 설치된다. 선형 광 유도체(200a)는 터치 스크린 화면(100)의 테두리 일 변에 2개가 일렬로 배열되는데, 3개 이상이 일렬로 배열될 수 있다. 선형 광 유도체(200a)는 실시예1에서와 같이 횡 단면이 원형이고 길이방향으로 적외선 난 반사선(212a)이 형성되는 수지봉(210a)으로 형성된다.
도13을 참조하면 광원(300a)은 터치 스크린 화면(100)의 테두리 일 변에 일렬로 배열되는 선형 광 유도체(200a) 사이에 설치되는 중앙부 광원(300a)인데, 적외선 LED일 수 있다. 따라서, 중앙부 광원(300a)은 일렬로 배열되는 선형 광 유도체(200a)의 길이가 동일한 경우 터치 스크린 화면(100)의 테두리 각 변 중앙에 설치된다. 한편, 중앙부 광원(300a)은 일렬로 배열되는 선형 광 유도체(200a)의 측단에 인접하도록 설치된다. 따라서, 중앙부 광원(300a)으로부터 발광된 적외선이 선형 광 유도체(200a)의 측단을 통하여 그 내부로 용이하게 입사된다. 중앙부 광원(300a)에 의해 발광되어 선형 광 유도체(200a) 내부로 입사된 적외선은 선형 광 유도체(200a) 내부에서 내부 전반사에 의하여 갇혀있게 되는데, 이 선형 광 유도체(200a)에 갇힌 적외선의 일부는 길이 방향으로 형성된 적외선 난 반사선(212a)에서 반사되어 선형 광 유도체(200a) 내부를 통과하여 반대편 표면을 통하여 밖으로 방출되게 된다. 즉, 중앙부 광원(300a)에서 발광되어 입사된 적외선은 선형 광 유도체(200a)의 내측에서 전반사되고 선형 광 유도체(200a)에 형성된 적외선 난반사 선(212a)을 통하여 난반사된 후 선형 광 유도체(200a)의 외부로 방출되게 된다. 선형 광 유도체(200a)의 외부로 방출되는 적외선은 원형봉인 수지봉(210a)의 렌즈 효과 때문에 상당 부분 평행하게 집속되어 터치 스크린 화면(100)의 반대편 모서리에 위치한 카메라(400)에 높은 효율로 도달하게 된다.
따라서, 실시예2의 경우 중앙부 광원(300a) 및 선형 광 유도체(200a)가 터치 스크린 화면(100)의 테두리 각 변에 위치하는 선형 적외선 배경부를 형성하게 된다.
도13 및 도14를 참조하면 카메라부 광 유도체(500a)는 중앙부 광원(300a)으로부터 발광되어 선형 광 유도체(200a)를 통하여 안내된 일부 적외선이 카메라부 광 유도체(500a)로 입사되어 카메라(400) 중 다른 카메라(400)를 향하여 발광하도록 카메라(400) 전면에 설치된다. 따라서, 선형 광 유도체(200a)의 측단 중 카메라(400) 근부에 위치한 일측단은 선형 광 유도체(200a)를 통하여 안내된 일부 적외선이 해당 선형 광 유도체(200a)의 일측단 근부에 위치한 카메라부 광 유도체(500a)에 입사되도록 그 근부에 위치한 카메라부 광 유도체(500a)의 측면에 인접하여 설치된다.
도14 및 도15의 (a)를 참조하면 카메라부 광 유도체(500a) 표면에는 선형 광 유도체(200a)를 통하여 안내된 일부 적외선을 카메라부 광 유도체(500a) 내부로 입사시키기 위한 적외선 입사부(510a)가 형성된다. 적외선 입사부(510a)는 카메라부 광 유도체(500a)의 전면과 후면을 연결하는 측면에 형성되는 측면 적외선 입사부(510a)인데, 측면 적외선 입사부(510a)는 카메라부 광 유도체(500a)의 측면 중 후면에 인접한 부분에 각각 형성될 수 있다. 따라서, 카메라부 광 유도체(500a)의 측면 중 측면 적외선 입사부(510a)가 선형 광 유도체(200a)의 측단에 인접하게 된다.
도14 및 도15를 참조하면 카메라부 광 유도체(500a) 표면에는 카메라부 광 유도체(500a) 내부로 입사된 적외선을 난 반사시켜 카메라(400) 중 다른 카메라(400-1, 400-2)를 향하여 발광하도록 난 반사부(520a)가 형성된다. 난 반사부(520a)는 카메라부 광 유도체(500a)의 전면 측단에 형성되는 전면 난 반사부(520a-1), 후면 중 후술하는 광수신 구멍 입사부(540a)를 제외한 부분에 형성되는 후면 난 반사부(520a-2), 전면과 후면을 연결하는 측면 중 측면 적외선 입사부(510a)를 제외한 부분에 형성되는 측면 난 반사부(520a-3), 상면에 형성되는 상면 난 반사부(520a-4) 및 하면에 형성되는 하면 난 반사부(520a-5)를 포함한다.
후면 난 반사부(520a-2)는 해당 카메라부 광 유도체(500a)(해당 카메라(400-3)의 전면에 설치되는 카메라부 광 유도체(500a)를 말함)의 측면 적외선 입사부(510a)를 통하여 입사된 적외선이 해당 카메라부 광 유도체(500a)의 후면을 통하여 새나가지 않도록 하며, 또한 해당 카메라부 광 유도체(500a)의 후면을 통한 적외선 투과가 없도록 하여 해당 카메라(400-3)가 적외선을 수광하여 촬영하는 경우 광수신 구멍(411, 도14 참조) 이외의 부분에서 적외선이 수신되지 않도록 하기 위한 것이다.
상면 난 반사부(520a-4) 및 하면 난 반사부(520a-5)는 해당 카메라부 광 유도체(500a)의 측면 적외선 입사부(510a)를 통하여 입사된 적외선이 해당 카메라부 광 유도체(500a)의 후면을 통하여 새나가지 않도록 하여 광 유실이 없도록 하기 위한 것이다.
전면 난 반사부(520a-1) 및 측면 난 반사부(520a-3)는 해당 카메라부 광 유도체(500a)의 측면 적외선 입사부(510a)를 통하여 입사된 적외선이 해당 카메라부 광 유도체(500a)의 전면 및 측면을 통하여 투과되는 양을 적절히 조절함으로써 가능한 범위 내에서 다른 카메라(400-1, 400-2)에 대한 균일한 적외선 배경 신호를 발생시키기 위한 것이다. 따라서, 이러한 범위 내에서 전면 난 반사부(520a-1) 및 측면 난 반사부(520a-3)는 그 크기가 결정될 수 있는데, 전면 난 반사부(520a-1)는 후술하는 수신 시야각 확보부(530)를 제외한 부분에 형성되어야 한다.
즉, 난 반사부(520a)는 측면 적외선 입사부(510a), 후술하는 수신 시야각 확보부(530) 및 후술하는 광수신 구멍 입사부(540a)를 제외한 전 표면에 형성될 수 있다. 카메라부 광 유도체(500a)로 입사된 적외선은 난 반사부(520a)에 의하여 여러 반사 경로를 거쳐 다른 카메라(400-1, 400-2)를 향하여 발광하게 되는데, 이 경우 해당 카메라부 광 유도체(500a)의 후면 난 반사부(520a-2)에 의하여 해당 카메라부 광 유도체(500a)의 후면으로 적외선이 새나가지 않게 된다.
도14 및 도15의 (a)를 참조하면 카메라부 광 유도체(500a) 전면에는 카메라(400)의 수신 시야각 90도를 확보하기 위하여 수신 시야각 확보부(530a)가 형성된다.
도14 및 도15의 (b)를 참조하면 카메라부 광 유도체(500a) 후면에는 광수신 구멍 입사부(540a)가 형성된다. 광수신 구멍 입사부(540a)는 수신 시야각 확보부(530a)를 통하여 입사된 적외선이 카메라(400-3)의 광수신 구멍(411)에 입사되도록 난 반사부(520a) 중 카메라부 광 유도체(500a) 후면에 형성된 후면 난 반사부(520a-2)에 둘러싸이며 형성된다.
따라서, 실시예2의 경우 중앙부 광원(300a-1, 300a-2, 300a-3, 300a-6, 300a-7, 300a-8) 및 카메라부 광 유도체(500a)가 터치 스크린 화면(100)의 모서리부의 적외선 배경부인 카메라부의 적외선 배경부를 형성하게 된다.
도13 및 도14를 참조하면 보호창(700)의 일측단은 카메라부 광 유도체(500a)의 측면에 연결되도록 설치된다.
기타의 사항은 실시예1에서 설명한 바에 준한다.
실시예3
실시예3은 실시예1 또는 실시예2의 카메라 방식 터치 스크린의 작동 방법에 관한 것이다.
실시예3은 광원 작동 단계 및 카메라 작동 단계를 포함한다.
도3 및 도13을 참조하면 설명의 편의상 광원(300, 300a) 가운데 터치 스크린 화면(100)의 상호 이웃한 두 변 중 제1 카메라(400-1)와 마주보는 두 변에 위치한 광원(300, 300a)을 제1 대향 광원(300-3, 300-4, 300-5, 300-6, 300a-3, 300a-4, 300a-5, 300a-6)이라 하고, 제2 카메라(400-2)와 마주보는 두 변에 위치하는 광원(300, 300a)을 제2 대향 광원(300-5, 300-6, 300-7, 300-8, 300a-5, 300a-6, 300a-7, 300a-8)이라 하고, 제3 카메라(400-3)와 마주보는 두 변에 위치하는 광원(300, 300a)을 제3 대향 광원(300-1, 300-2, 300-3, 300-4, 300a-1, 300a-2, 300a-3, 300a-4)이라 한다.
도3 및 도13을 참조하면 광원 작동 단계에서는 제1 대향 광원(300-3, 300-4, 300-5, 300-6, 300a-3, 300a-4, 300a-5, 300a-6), 제2 대향 광원(300-5, 300-6, 300-7, 300-8, 300a-5, 300a-6, 300a-7, 300a-8) 및 제3 대향 광원(300-1, 300-2, 300-3, 300-4, 300a-1, 300a-2, 300a-3, 300a-4)을 상호 이시적으로 작동시켜 적외선을 발광시키게 된다. 예를 들면, 제1 대향 광원(300-3, 300-4, 300-5, 300-6, 300a-3, 300a-4, 300a-5, 300a-6)이 작동하는 경우에는 제2 대향 광원(300-5, 300-6, 300-7, 300-8, 300a-5, 300a-6, 300a-7, 300a-8) 및 제3 대향 광원(300-1, 300-2, 300-3, 300-4, 300a-1, 300a-2, 300a-3, 300a-4)이 작동하지 않게 된다.
도3 및 도13을 참조하면 카메라 작동 단계에서는 제1 대향 광원(300-3, 300-4, 300-5, 300-6, 300a-3, 300a-4, 300a-5, 300a-6), 제2 대향 광원(300-5, 300-6, 300-7, 300-8, 300a-5, 300a-6, 300a-7, 300a-8) 및 제3 대향 광원(300-1, 300-2, 300-3, 300-4, 300a-1, 300a-2, 300a-3, 300a-4) 중 특정 대향 광원이 작동되는 시간 중 임의 시점에 상기 특정 대향 광원이 위치한 두 변과 마주보는 카메라(400)를 작동시켜 촬상하게 된다.
도3 및 도13을 참조하면 실시예1 및 실시예2의 경우 카메라(400) 전면에 카메라부 광 유도체(500, 500a)가 설치되어 있다 하더라도 촬영을 위하여 각각의 카메라(400)를 동시에 작동하면 문제가 될 수 있다. 제3 카메라(400-3)를 예로 들면, 제3 카메라(400-3)가 촬영을 하는 경우 제3 카메라(400-3) 전면에 설치된 카메라부 광 유도체(500, 500a)가 동시에 다른 카메라(400-1, 400-2)를 위한 배경부 역할을 수행하고 있으므로, 적외선 입사부(510, 510a)를 통하여 해당 카메라부 광 유도체(500, 500a)(제3 카메라(400-3) 전면에 설치된 카메라부 광 유도체(500, 500a)를 말함)에 입사된 적외선이 난 반사를 하게 된다. 그런데 이렇게 되면 이 난반사 되는 적외선 중 일부가 제3 카메라(400-3)로 수광되는 문제점이 발생하게 된다.
이를 피하기 위해서는 터치 스크린의 동작 순서를 분리해야 한다. 즉, 각 카메라(400)는 동시에 동작(촬영)하지 않고 실시예3과 같이 순차적으로(이시적으로) 동작시켜야 한다. 제어보드(600)는 이렇게 순차적으로(이시적으로) 동작(찰영)한 각각의 카메라(400-1, 400-2, 400-3)를 통하여 수광되는 적외선 신호를 분석하여 터치 스크린 화면(100) 상의 다점 터치 위치를 검출하게 된다. 다점 터치 위치를 검출하는 과정 내지 원리는 종래기술(등록번호:KR10-0910024)에 기재된 내용에 따라 배경기술에서 설명한 바에 준한다.
100:터치 스크린 화면
200, 200a:선형 광 유도체 210, 210a:수지봉
212, 212a:적외선 난 반사선
300, 300a:광원
400:카메라 411:광수신 구멍
500, 500a:카메라부 광 유도체 510, 510a:적외선 입사부
520, 520a:난 반사부 530, 530a:수신 시야각 확보부
540, 540a:광수신 구멍 입사부
600:제어보드
700:보호창

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 영상이 디스플레이되는 직사각형의 터치 스크린 화면(100);
    상기 터치 스크린 화면(100)의 테두리 각 변에 설치되어 입사된 적외선을 발광하는 선형 광 유도체(200, 200a);
    상기 선형 광 유도체(200, 200a)에 적외선을 입사시키도록 상기 터치 스크린 화면(100)의 테두리에 설치되는 광원(300, 300a);
    상기 선형 광 유도체(200, 200a)로부터 발광되는 적외선을 수광하여 다점 터치 인식이 가능하도록, 상기 터치 스크린 화면(100)의 각 모서리 중 적어도 셋 이상의 모서리에 설치되는 카메라(400);
    상기 광원(300, 300a)으로부터 발광된 일부 적외선이 입사되어 상기 카메라(400) 중 다른 카메라(400)를 향하여 발광하도록 상기 카메라(400) 전면에 설치되는 카메라부 광 유도체(500, 500a);
    상기 카메라(400)를 통하여 수광되는 적외선 신호를 분석하여 상기 터치 스크린 화면(100) 상의 터치 지점을 검출하는 제어보드(600);
    를 구비하되,
    상기 광원(300, 300a)으로부터 발광된 일부 적외선을 상기 카메라부 광 유도체(500, 500a) 내부로 입사시키기 위하여 상기 카메라부 광 유도체(500, 500a) 표면에 형성되는 적외선 입사부(510, 510a);
    상기 카메라부 광 유도체(500, 500a) 내부로 입사된 적외선을 난 반사시켜 상기 카메라(400) 중 다른 카메라(400)를 향하여 발광하도록 상기 카메라부 광 유도체(500, 500a) 표면에 형성되는 난 반사부(520, 520a);
    상기 카메라(400)의 수신 시야각 90도를 확보하기 위하여 상기 카메라부 광 유도체(500, 500a) 전면에 형성되는 수신 시야각 확보부(530, 530a);
    상기 수신 시야각 확보부(530, 530a)를 통하여 입사된 적외선이 상기 카메라(400)의 광수신 구멍(411)에 입사되도록 상기 난 반사부(520, 520a) 중 상기 카메라부 광 유도체(500, 500a) 후면에 형성된 난 반사부(520, 520a)에 둘러싸이며 형성되는 광수신 구멍 입사부(540, 540a);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라부 광 유도체 구비 카메라 방식 터치 스크린.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광원(300, 300a)은 상기 터치 스크린 화면(100)의 테두리 일변 중 상기 카메라부 광 유도체(500)의 후면 후방에 설치되는 가장자리부 광원(300)을 포함하고,
    상기 선형 광 유도체(200, 200a)는 횡 단면이 원형이고 길이방향으로 적외선 난 반사선(212)이 형성되며 일측단이 상기 가장자리부 광원(300)에 인접하여 설치되는 투명한 수지봉(210)을 포함하고,
    상기 적외선 입사부(510, 510a)는 상기 카메라부 광 유도체(500)의 후면에 형성되는 후면 적외선 입사부(510)를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라부 광 유도체 구비 카메라 방식 터치 스크린.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 선형 광 유도체(200, 200a)는 횡 단면이 원형이고 길이방향으로 적외선 난 반사선(212a)이 형성되며 상기 터치 스크린 화면(100)의 테두리 일 변에 적어도 2개 이상 일렬로 배열되는 투명한 수지봉(210a)을 포함하고,
    상기 광원(300, 300a)은 상기 터치 스크린 화면(100)의 테두리 일 변에 적어도 2개 이상 일렬로 배열되는 투명한 수지봉(210a) 사이에 설치되는 중앙부 광원(300a)을 포함하고,
    상기 적외선 입사부(510, 510a)는 상기 카메라부 광 유도체(500a)의 전면과 후면을 연결하는 측면에 형성되는 측면 적외선 입사부(510a)를 포함하되,
    상기 터치 스크린 화면(100)의 테두리 일 변에 적어도 2개 이상 일렬 배열되는 투명한 수지봉(210a) 중 가장자리에 위치한 수지봉(210a)은 일측단이 상기 측면 적외선 입사부(510a)에 인접하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 카메라부 광 유도체 구비 카메라 방식 터치 스크린.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 선형 광 유도체(200, 200a)에 인접하여 상기 터치 스크린 화면(100) 안쪽에 설치되며 적외선을 통과시키는 수지재질의 보호창(700)을 포함하되,
    상기 보호창(700)의 일측단은 상기 카메라부 광 유도체(500, 500a)의 표면에 연결되는 것을 특징으로 하는 카메라부 광 유도체 구비 카메라 방식 터치 스크린.
  6. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항의 카메라 방식 터치 스크린의 작동 방법으로서,
    상기 카메라(400)는 제1 카메라(400-1), 제2 카메라(400-2) 및 제3 카메라(400-3)를 포함하되,
    상기 광원(300, 300a) 가운데 상기 터치 스크린 화면(100)의 상호 이웃한 두 변 중 상기 제1 카메라(400-1)와 마주보는 두 변에 위치한 제1 대향 광원(300-3, 300-4, 300-5, 300-6, 300a-3, 300a-4, 300a-5, 300a-6), 상기 제2 카메라(400-2)와 마주보는 두 변에 위치하는 제2 대향 광원(300-5, 300-6, 300-7, 300-8, 300a-5, 300a-6, 300a-7, 300a-8) 및 상기 제3 카메라(400-3)와 마주보는 두 변에 위치하는 제3 대향 광원(300-1, 300-2, 300-3, 300-4, 300a-1, 300a-2, 300a-3, 300a-4)을 상호 이시적으로 작동시켜 적외선을 발광시키는 광원 작동 단계;
    상기 제1 대향 광원(300-3, 300-4, 300-5, 300-6, 300a-3, 300a-4, 300a-5, 300a-6), 제2 대향 광원(300-5, 300-6, 300-7, 300-8, 300a-5, 300a-6, 300a-7, 300a-8) 및 제3 대향 광원(300-1, 300-2, 300-3, 300-4, 300a-1, 300a-2, 300a-3, 300a-4) 중 특정 대향 광원이 작동되는 시간 중 임의 시점에 상기 특정 대향 광원이 위치한 두 변과 마주보는 카메라(400)를 작동시켜 촬상하는 카메라 작동 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라부 광 유도체 구비 카메라 방식 터치 스크린의 작동 방법.
KR1020100050360A 2010-05-28 2010-05-28 카메라부 광 유도체 구비 카메라 방식 터치 스크린 및 카메라부 광 유도체 구비 카메라 방식 터치 스크린의 작동 방법 KR100993602B1 (ko)

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