KR101076871B1 - 적외선 터치 입력 장치 - Google Patents

적외선 터치 입력 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101076871B1
KR101076871B1 KR1020090040974A KR20090040974A KR101076871B1 KR 101076871 B1 KR101076871 B1 KR 101076871B1 KR 1020090040974 A KR1020090040974 A KR 1020090040974A KR 20090040974 A KR20090040974 A KR 20090040974A KR 101076871 B1 KR101076871 B1 KR 101076871B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
unit
transmitter module
infrared
signal
infrared signal
Prior art date
Application number
KR1020090040974A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100058397A (ko
Inventor
김용철
Original Assignee
주식회사 알엔디플러스
김용철
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 알엔디플러스, 김용철 filed Critical 주식회사 알엔디플러스
Publication of KR20100058397A publication Critical patent/KR20100058397A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101076871B1 publication Critical patent/KR101076871B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • G06F3/0421—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means by interrupting or reflecting a light beam, e.g. optical touch-screen
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03547—Touch pads, in which fingers can move on a surface
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04166—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04109—FTIR in optical digitiser, i.e. touch detection by frustrating the total internal reflection within an optical waveguide due to changes of optical properties or deformation at the touch location

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

본 발명은 적외선 터치 입력 장치에 관한 것이다.
본 발명은 적외선 터치 입력 장치는 펄스형 적외선 신호를 전송하는 단위 발신부 모듈; 상기 단위 발신부 모듈로부터 상기 펄스형 적외선 신호를 수신하여 기준 전압 이상의 신호가 수신된 주파수 대역에서 일정 신호가 발생하는 단위 수신부 모듈; 및 상기 단위 발신부 모듈과 상기 단위 수신부 모듈을 포함한 일정 개수의 단위군에서 상기 각 군마다 순차적으로 상기 단위 발신부 모듈에서 상기 펄스형 적외선 신호를 방사하도록 제어하고 상기 단위 발신부 모듈과 상기 단위 수신부 모듈 사이에 물체의 가림에 의한 적외선 신호의 크기를 측정하여 물체의 좌표를 계산하는 제어부를 포함하며, 터치 스크린 스캐닝 영역의 X축과 Y축을 상기 일정 개수의 단위군으로 형성한다.
본 발명은 고속 좌표 스캔 방식의 펄스형 적외선 터치 기술을 이용하여 좌표 계산을 수행함으로써 좌표 정밀도를 향상한다.
Figure R1020090040974
적외선 터치 입력, 발신부 모듈, 수신부 모듈, 터치 스크린

Description

적외선 터치 입력 장치{Apparatus for Inputting Infrared Ray Touch Screen}
본 발명은 적외선 신호를 감지하는 적외선 검지 장치에 관한 것으로서, 특히 펄스형 적외선 송수신 방식에 의한 물체를 감지하는 적외선 터치 입력 장치에 관한 것이다.
적외선 터치는 배열된 적외선 송수신 소자들의 물체의 가림에 의한 송수신 결과에 띠라 물체의 위치를 측정한다.
적외선 신호는 수십에서 수백 KHz의 교류 신호로 방사한 후 물체의 유무에 따라 수집된 교류 신호를 평균하여 신호의 크기를 측정한다.
이러한 종래 방식은 수집된 교류 신호를 평균내기 위한 시간과 고주파 신호에 의한 적외선 송수신 소자들의 주파수 반응이 현저한 저하로 인해 감도 및 전체 반응 속도의 제약을 가져온다.
종래 방식은 발광부와 수광부에서 작동하는 다른 광원에 의해서 서로 간섭되어 수신부에서 정확한 신호의 수신을 기대할 수 없고 이로 인해 정확한 좌표를 산출해 낼 수 없었다.
또한, 종래 방식은 발광부와 수광부 사이에서 적외선 신호가 방사되는 경우 가려진 좌표에서 물체의 유무를 판단하지 못하는 부분 즉 허상 좌표가 생성되는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 고속 좌표 스캔 방식의 펄스형 적외선 터치 기술을 이용한 적외선 터치 입력 장치를 제공하기 위한 것이다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 적외선 터치 입력 장치는 펄스형 적외선 신호를 전송하는 단위 발신부 모듈; 상기 단위 발신부 모듈로부터 상기 펄스형 적외선 신호를 수신하여 기준 전압 이상의 신호가 수신된 주파수 대역에서 일정 신호가 발생하는 단위 수신부 모듈; 및 상기 단위 발신부 모듈과 상기 단위 수신부 모듈을 포함한 일정 개수의 단위군에서 상기 각 군마다 순차적으로 상기 단위 발신부 모듈에서 상기 펄스형 적외선 신호를 방사하도록 제어하고 상기 단위 발신부 모듈과 상기 단위 수신부 모듈 사이에 물체의 가림에 의한 적외선 신호의 크기를 측정하여 물체의 좌표를 계산하는 제어부를 포함하며, 터치 스크린 스캐닝 영역의 X축과 Y축을 상기 일정 개수의 단위군으로 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 특징에 따른 적외선 터치 입력 장치는 펄스형 적외선 신호를 전송하는 단위 발신부 모듈; 상기 단위 발신부 모듈로부터 상기 펄스형 적외선 신호를 수신하여 기준 전압 이상의 신호가 수신된 주파수 대역에서 일정 신호가 발생하는 단위 수신부 모듈; 및 상기 단위 발신부 모듈과 상기 단위 수신부 모듈을 포함한 일정 개수의 단위군에서 상기 각 군마다 순차적으로 상기 단위 발신부 모듈에서 상기 펄스형 적외선 신호를 방사하도록 제어하고 상기 단위 발신부 모듈과 상기 단위 수신부 모듈 사이에 물체의 가림에 의한 적외선 신호의 크기를 측정하여 물체의 좌표를 계산하는 제어부를 포함하며, 터치 스크린 스캐닝 영역의 X축과 Y축을 상기 일정 개수의 단위군으로 형성하고 상기 터치 스크린 스캐닝 영역의 각 모퉁이에 상기 단위 발신부 모듈을 설치하는 것을 특징으로 한다.
전술한 구성에 의하여, 본 발명은 고속 좌표 스캔 방식의 펄스형 적외선 터치 기술을 이용하여 좌표 계산을 수행함으로써 좌표 정밀도를 향상한다.
본 발명은 발신부와 수신부를 포함한 도파관용 적외선 터치 입력 장치를 구현하여 좌표 정밀도를 향상한다.
본 발명은 펄스형 적외선 송수신 방식을 빗각 스캔 방식을 적용하여 좌표 정밀도를 향상한다.
본 발명은 허상 제거를 기술을 이용하여 멀티 터치로 인한 허상 좌표를 제거할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상 세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈", "블록" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 적외선 물체 감지 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 적외선 물체 감지 장치는 단위 발신부 모듈(100), 단위 수신부 모듈(110), 이산 연산기(120) 및 디지털 카운터 연산기(130)를 포함한다.
단위 발신부 모듈(100)은 펄스 발신 신호(102)를 증폭하는 증폭 앰프(104), 펄스 신호의 출력을 제어하는 아날로그 스위치(106) 및 적외선 신호를 전송하는 적외선 발신 소자(108)를 포함한다.
단위 수신부 모듈(110)은 적외선 신호를 수신하는 적외선 수신 소자(112), 수신 신호 아날로그 스위치(114), 단위 발신부 모듈(100)로부터 수신되는 수신 신 호 외에 외부의 다른 적외선 신호의 간섭을 제거하기 위한 신호 처리용 필터(115) 및 신호 처리용 필터(115)에서 나온 신호(117)와 기준 전압(REF)를 비교하여 디지털 신호(118)를 출력하는 비교기(116)를 포함한다. 여기서, TR은 적외선 신호의 발신을 제어하는 제1 아날로그 스위치 제어 신호, RCV는 적외선 신호의 수신을 제어하는 제2 아날로그 스위치 제어 신호, CLR는 디지털 카운터의 값을 초기화하는 제어 신호, DATA는 디지털 카운터의 출력값을 의미한다.
이산 연산기(120)는 기준 클럭(119)과 디지털 신호를 AND 연산한다.
디지털 카운터 연산기(130)는 이산 연산된 클럭의 개수를 카운트한다.
비교기(116)에서 출력되는 신호(118)는 기준 클럭(119)를 AND 로직(109)으로 합산한 후 이 주파수를 디지털 카운터 연산기(130)를 통해서 적외선 신호의 크기가 기준 전압(REF)보다 클 때 기준 클럭(119)의 개수를 카운트하여 수신광의 크기를 디지털로 변환하게 된다.
단위 발신부 모듈(100)은 펄스형 적외선 신호를 방사한다. 이어서, 단위 수신부 모듈(110)은 단위 발신부 모듈(100)에서 방사한 적외선 신호를 수신받아 그 크기를 디지털로 변환한다.
본 발명의 실시예는 단위 발신부 모듈(100)과 단위 수신부 모듈(110) 사이에 물체의 유무에 따라 수신 적외선의 크기의 변화를 발생하는데 이러한 단위 발신부 모듈(100)과 단위 수신부 모듈(110)을 특정 배열로 배치하여 특정 배열에 따른 좌표를 기준으로 수신 적외선의 크기를 판단하여 물체의 좌표를 계산하는 입력 장치를 구성하는 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 적외선 터치 입력 장치의 기본 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 적외선 터치 입력 장치는 X축 수발신 회로(210), Y축 수발신 회로(220) 및 제어부(230)를 포함한다.
도 2에 도시된 바와 같이,
Figure 112009028192308-pat00001
는 현재 작동하지 않는 단위 수신부 모듈(110),
Figure 112009028192308-pat00002
는 현재 작동하지 않는 단위 발신부 모듈(100),
Figure 112009028192308-pat00003
는 현재 작동하는 단위 수신부 모듈(110),
Figure 112009028192308-pat00004
는 현재 작동하는 단위 발신부 모듈(100)을 의미한다.
X축 수발신 회로(210) 및 Y축 수발신 회로(220)는 단위 발신부 모듈(100)과 단위 수신부 모듈(110)을 포함한 일정 개수의 단위군을 형성하여 단위 발신부 모듈(100)의 적외선 신호의 방사와 단위 수신부 모듈(110)의 적외선 신호의 수신을 제어한다.
X축 수발신 회로(210) 및 Y축 수발신 회로(220)는 적외선 신호의 방사 및 수신을 순차적 또는 부분적으로 동시에 읽어들이는 기능을 한다.
X축 수발신 회로(210) 및 Y축 수발신 회로(220)는 단위 발신부 모듈(100)과 단위 수신부 모듈(110)을 교차 배치하거나 발신부는 단위 발신부 모듈(100)만, 수신부는 단위 수신부 모듈(110)만 배열하는 배치 방법이 있다.
제어부(230)는 X축 수발신 회로(210) 및 Y축 수발신 회로(220)로부터 수신한 적외선 신호를 통해 물체(240)의 위치를 파악하고 XY 평면상의 물체(240)의 좌표를 계산한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 단위 수신부 모듈(110) 중 신호 처리용 필터(115)의 회로 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 신호 처리용 필터(115)는 전원 신호선(310), 적외선 수신 포트 트랜지스터(320), 아날로스 신호 스위치(330), 제1 연산 앰프(340) 및 제2 연산 앰프(350)를 포함한다. 본 발명의 실시예는 각 구성요소의 배치를 통해 적외선 신호만을 증폭하는 기능에 특징이 있으므로 각각의 구성요소의 기능 설명은 생략하기로 한다.
신호 처리용 필터(115)는 필터를 적용할 때 위상 변동이 없어야 하는데 위상의 변동없이 주파수 신호별 증폭율에 의존하는 필터 기능을 제공한다.
제1 연산 앰프(340)에 의해서 증폭되는 신호는 다음의 [수학식 1]과 같고 일차적으로 햇빛이나 전등 등의 외부 적외선 신호를 차단한다. R4와 C2를 조합으로 저역 필터를 구성한다.
Figure 112009028192308-pat00005
제2 연산 앰프(350)에 의해서 증폭되는 신호는 2차적으로 다음의 [수학식 2]와 같이 필터되는 기능을 제공한다.
Figure 112009028192308-pat00006
본 발명의 실시예에 따른 신호 처리용 필터(115)는 원하는 신호를 제거하는 기존의 필터 방식과 달리 원하는 신호만을 자동 증폭하여 위상의 변동 없이 필요한 적외선 신호만을 자동 증폭하는 기능을 제공한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 적외선 신호를 이용한 물체의 위치 및 면적을 계산하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 단위 발신부 모듈(100)에서 방사된 적외선 신호는 다음의 [수학식 3]으로 측정된다.
Figure 112009028192308-pat00007
여기서, DON(N)는 단위 발신부 모듈(100)을 작동한 상태에서 최대 적외선 크기이고, DOFF(n)는 단위 발신부 모듈(100)를 모두 중지한 상태에서 측정한 최소 적외선 크기이며, Dc(n)는 현재 측정된 적외선의 크기값이다.
물체(400)의 가림에 의한 적외선 신호의 크기 Pn이 임계값 T보다 작은 구간(n에서 m)만을 선택한 후 확률 분포에 의한 좌표 계산은 다음의 [수학식 4]과 같 다.
Figure 112009028192308-pat00008
여기서, n번 LED의 번호에 대한 좌표를 Xn = L * n으로 정의하고 논리 좌표는 L=W/h이다. W는 65536과 같은 화면상의 최대 좌표(예를 들어 800 × 600 등의 LCD 화면의 픽셀수를 의미함)이고 h는 X축 또는 Y축 각각의 LED 개수를 의미한다.
예를 들어, H=800픽셀/100 개의 X축 단위 수신부 모듈수와 L=600픽셀/60 개의 Y축 단위 수신부 모듈수가 얻어진 경우 Xev(k)와 Yev(k)은 전술한 [수학식 4]에 의해서 얻어지는데 좌표의 최소값은 (0,0)에서 최대값은 해상도 (800,600)로 표현되어 진다.
이러한 좌표를 선점하는 물체(400)의 지름은 다음의 [수학식 5]와 같다.
Figure 112009028192308-pat00009
여기서, k는 한 점 이상의 터치가 이루어진 경우를 의미하고 이를 멀티 터치로 지칭한다.
일반적인 터치는 X와 Y의 2차원 좌표만으로 측정하기 때문에 물체(400)가 가려지는 XY 경로상에 물체(400)의 유무를 판단하지 못하는 허상이 존재하는 기술적 인 문제를 가지고 있다.
도 4에 도시된 Pn은 단위 수신부 모듈(110)에 의해서 수신된 적외선 신호의 크기의 감쇄도이고 T는 물체(400)에 의해서 간섭받는 신호의 임계값으로 임계값보다 작은 신호 크기를 물체(400)가 가림을 의미하고, Xm은 각각의 단위 발신부 모듈(100)이 대표하는 좌표값 중 물체 가림의 최대값 좌표이고, Xn은 각각의 단위 발신부 모듈(100)이 대표하는 좌표값 중 물체 가림의 최소값 좌표이며, Xev는 확률로 계산되는 실체 물체(400)의 좌표를 의미한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 적외선 물체 감지에서 허상 제거를 위한 삼각 측정 소자 배치를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 허상 제거를 위한 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 허상 제거를 위한 삼각 측정 소자 배치는 X과 Y축에 단위 발신부 모듈(100)과 단위 수신부 모듈(110)을 교차 배치하여 구성하고 각 모퉁이에 단위 발신부 모듈(100)을 설치한다. 이외에 적외선 방사를 방해하는 제1 물체(500)와 제2 물체(510)를 포함한다.
제1 물체(500)와 제2 물체(510)의 위치 좌표 계산은 도 4에 기재된 적외선 신호를 이용한 물체의 위치를 파악하여 계산하면 적외선 방사가 가려진 좌표에서 물체의 유무를 판단하지 못하는 부분이 생기는 허상이 존재된다.
이러한 허상 제거를 위한 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 모든 단위 발신부 모듈(100)을 작동 중지하고 각 모퉁이에 설치된 단위 발신부 모듈(100)을 작동한다.
도 5에서의 제어부(230)는 각 모퉁이에 설치된 단위 발신부 모듈(100)을 통해서만 단위 수신부 모듈(110)을 작동하여 물체의 좌표를 계산한다.
도 6에 도시된 바와 같이, W(600)와 H(610)는 해상도를 나타내는 최대 수평 및 최대 수직 좌표의 크기이고 X(620)와 Y(630)는 적외선의 측면 방해에 의해 얻어진 좌표를 의미한다.
제어부(230)는 계산한 물체의 좌표와 W(600), H(610), X(620), Y(630)를 다음의 [수학식 6] 및 [수학식 7]에 대입하여 만족하는 Xn 과 Yn를 찾아내면 만족하는 좌표만이 실체 물체가 존재하는 좌표가 된다.
Figure 112009028192308-pat00010
Figure 112009028192308-pat00011
제어부(230)는 나머지 3개의 모퉁이에서 각각 같은 방식으로 실제 물체의 위치를 계산하여 허상의 위치 좌표를 제거한다.
도 5에 도시된 삼각 측정 소자 배치 구조에서 두 점의 좌표가 동시에 터치되면 다점 좌표를 계산하는 방법은 다음과 같다.
제어부(230)는 허상을 포함하는 좌표 행렬을 전술한 [수학식 4]를 이용하여 계산하면
Figure 112009028192308-pat00012
의 좌표 행렬로 표현된다.
좌표 행렬의 각각 행렬의 값은 전술한 [수학식 6] 및 [수학식 7]의 조건을 만족하지 않는 행렬의 항목을 0으로 처리하면
Figure 112009028192308-pat00013
의 실질적인 좌표 행렬을 계산한다.
제어부(230)는 계산한 좌표 행렬을 바탕으로 좌표값이 존재하는 행렬의 행과 열에 중복되지 않는 고유 번호를 할당하는
Figure 112009028192308-pat00014
의 인덱스 행렬을 구성한다.
제어부(230)는 다음 좌표 스캔시 새로운 터치에 의해서 3번째 좌표가 얻어지면 이전 스캔시와 마찬가지로
Figure 112009028192308-pat00015
의 좌표 행렬(허상 제거를 포함)이 얻어진다.
이러한 좌표 행렬의 좌표를 얻은 경우 제어부(230)는 연속되는 좌표를 얻기 위해서 t와 t+1로 얻어진 좌표들 간의 거리를 다음의 [수학식 8]와 같이 계산한다.
Figure 112009028192308-pat00016
제어부(230)는 t에서의 좌표 행렬 인덱스(ij)를 기준으로 t+1에서의 좌표 행렬 인덱스(kl)와 거리 계산(수학식 12)을 통해 각각 행렬의 원소들 간의 최소값에 해당하는 t에서의 인덱스 행렬에 할당된 인덱스를 할당받고 증가된 행렬의 원소에 행렬상에서 중복되지 않은 고유 번호를 할당하여
Figure 112009028192308-pat00017
와 같은 인덱스 행렬을 구한다.
제어부(230)는 한 점이 사리진 경우(예를 들어, X2(t+1), Y2(t+1)의 좌표) t+2 시간에 스캔된 좌표 행렬값
Figure 112009028192308-pat00018
이 얻어진다.
제어부(230)는 전술한 [수학식 8]을 통해 이전 스캔과 마찬가지로 최소 거리를 계산하고 연속된 경우 이전 인덱스를 할당받고 존재하지 않는 경우 고유 번호를 삭제하여
Figure 112009028192308-pat00019
와 같은 인덱스 행렬을 얻는다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 도파관형 적외선 터치 입력 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
A(700)는 단위 발신부 모듈(100), 단위 수신부 모듈(110), 외부의 압력에 의 해서 매질의 밀도가 변화되는 도파관형 매질(702)을 포함하며 단위 발신부 모듈(100)과 단위 수신부 모듈(110)을 도파하는 적외선 경로(704)로 구성된다.
B(710)는 A(700)와 구성이 동일하며 매질의 변화시켜 적외선 경로를 방해하는 물질(712)이 도파관형 매질(702)에 위치하여 매질의 변화에 의해 굴절되는 제1 적외선 경로(714)와 매질의 변화에 의해 반사되는 제2 적외선 경로(716)를 포함한다.
C(720)는 단위 발신부 모듈(100)의 적외선 신호를 반사하는 제1 적외선 반사체(722)와 도파관으로 전달되는 적외선 신호를 단위 수신부 모듈(110)로 반사하는 제2 적외선 반사체(724)를 포함한다.
D(730)는 단위 발신부 모듈(100)과 단위 수신부 모듈(110) 사이의 적외선 반사체를 포함하는 탄성 물질의 제1 매질(732)과 제2 매질(734), 두 탄성 물질을 지지하는 지지대(736)를 포함한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 도파관형 적외선 터치 장치는 단위 발신부 모듈(100)에서 방사되는 적외선이 특정한 매질을 통해 도파되도록 구성하고 특정 매질이 외부 터치에 의해서 매질의 변화가 발생하면 매질의 변화에 따라 도파되는 적외선 크기의 변화를 터치의 정도로 변환하는 방법이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 적외선 빗각 스캔 방식을 이용한 좌표 정밀도 향상 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 적외선 빗각 스캔 방식을 이용한 좌표 정밀도 향상 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 제1 실시예는 단위 발신부 모듈(100)과 단위 수신부 모듈(110)을 교차하여 배치하는 방식이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 단위 발신부 모듈(100)과 단위 수신부 모듈(110)을 교차로 배치한 경우 빗각 스캔 방식을 표시한 것이다.
좌표 스캔 순서는 A(800), B(802), C(804), D(806), E(808), F(809)로 이루어져 있다.
본 발명의 제2 실시예는 한쪽면을 단위 발신부 모듈(100)로 다른 한쪽을 단위 수신부 모듈(110)로 배치한 경우 빗각 스캔 방식을 표시한 것이다.
좌표 스캔 순서는 A(900), B(902), C(904), D(906), E(908), F(910), G(912)로 이루어져 있다.
n이 실제 단위 수신부 모듈(110)의 개수일 때, 빗각 스캔을 통해 도 8은 n×2-2, 도 9는 n×3-2로 해상도가 증가한다.
Pn은 일대일 적외선 스캔이고, 도 8에 의해서 얻어지는 적외선 신호의 크기 배열은 P2×n-2이며, 도 9에 의해서 얻어지는 적외선 신호의 크기 배열은 P3×n-2로 얻어진다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 터치 좌표 계산 방식에서 오류 처리를 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
제어부(230)는 단위 발신부 모듈(100)의 적외선 신호 방사를 통해 단위 수신부 모듈(110)에서 출력되는 적외선 신호의 크기 Don(n)을 수집한다(S100). 여기 서, n=0...N의 총 모듈의 개수를 의미한다.
제어부(230)는 이전 단계에서의 단위 발신부 모듈(100)을 중지한 상태에서 단위 수신부 모듈(110)에서 수신된 적외선 신호의 크기 Doff(n)을 수집한다(S102).
제어부(230)는 n을 초기화한다(S104). 여기서, n은 은 단위 발신부 모듈(100), 단위 수신부 모듈(110)의 순서 인덱스을 의미한다.
제어부(230)는 Don(n)-Doff(n)=0인 경우(S106) 즉, 단위 발신부 모듈(100)과 단위 수신부 모듈(110)의 고장이나 터치 장치가 작동하기 전에 이미 방해물이 있어 적외선 신호이 수신 여부를 구분하지 못하는 경우 En(오류 조건을 저장하는 인자의 값)을 1로 설정하고(S112), 그렇지 않으면 다음 단계로 진행한다(S108).
제어부(230)는 Don(n)-Dc(n)<0인 경우(S108) 즉, 도 5에 나타낸 단위 발신부 모듈(100)과 단위 수신부 모듈(110)의 전체 적외선 광량의 변동이 생기거나 도 5에서 모듈이 작동하기 전에 물체가 올려져 있다가 물체가 다시 제거된 경우의 조건이 발생하면 En을 0으로 설정하고(S114), 단계 S124로 제어를 이동한다. 여기서, Dc(n)은 현재 측정된 적외선의 크기값이다.
제어부(230)는 En > 0이 아닌 1인 조건이 발생하면(S110, S112), 단계 S124로 이동하여 이후 조건을 테스트하지 않는다.
제어부(230)는 Tn이 적외선 신호의 감쇄가 8초 이상 지속되는 경우(S116), 단위 발신부 모듈(100) 및/또는 단위 수신부 모듈(110)을 작동 중지 상태로 변경한다. 여기서, Tn은 각각 단위 발신부 모듈(100) 및/또는 단위 수신부 모듈(110)이 일정 시간 계속해서 적외선 신호가 감쇄되어 터치 다운 상태가 계속 지속되는 경우 시간을 측정하는 인자이다.
제어부(230)는 Pn > T 조건을 만족하는 경우 즉, 물체에 의한 적외선 감쇄가 없어진 경우(S118), 계속 눌림 측정 인자 Tn과 오류 조건 인자 En을 0으로 설정하고(S114), 단계 S124로 이동한다.
제어부(230)는 Pn > T 조건을 만족하지 않는 경우(S118), Tn=Tn+1을 수행하고 n을 하나 증가하여 제어를 n+1번째 적외선 신호의 수발신 측정으로 변경한다(S122, S124).
제어부(230)는 n < N, 즉 n의 인덱스가 적외선 신호의 수발신 측정의 끝인 경우(S126), 단계 S106로 이동하고 그렇지 않은 경우 단계 S128로 제어를 이동한다. 여기서, N은 도 5에 도시된 바와 같이 단위 발신부 모듈(100)과 단위 수신부 모듈(110)의 짝의 총합을 의미한다.
제어부(230)는 물체가 터치된 경우 수집된 자료를 바탕으로 전술한 [수학식 4]를 이용하여 좌표를 계산한다.
제어부(230)는 사용자 또는 다른 제어 프로그램 등이 장치 초기화 명령에 주어진 경우를 판단하여 장치의 주기적 또는 조건적으로 초기화하는 과정을 제공하여 오류가 발생한 경우 오류가 복구할 수 있는 리스캔(Rescan) 기능을 제공한다(S130).
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 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.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 적외선 물체 감지 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 적외선 터치 입력 장치의 기본 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 단위 수신부 모듈 중 신호 처리용 필터의 회로 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 적외선 신호를 이용한 물체의 위치 및 면적을 계산하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 적외선 물체 감지에서 허상 제거를 위한 삼각 측정 소자 배치를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 허상 제거를 위한 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 도파관형 적외선 터치 입력 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 적외선 빗각 스캔 방식을 이용한 좌표 정밀도 향상 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 적외선 빗각 스캔 방식을 이용한 좌표 정밀도 향상 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 터치 좌표 계산 방식에서 오류 처리를 수 행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

Claims (9)

  1. 펄스형 적외선 신호를 전송하는 단위 발신부 모듈;
    상기 단위 발신부 모듈로부터 상기 펄스형 적외선 신호를 수신하여 기준 전압 이상의 신호가 수신된 주파수 대역에서 일정 신호가 발생하는 단위 수신부 모듈; 및
    상기 단위 발신부 모듈과 상기 단위 수신부 모듈을 포함한 일정 개수의 단위군에서 상기 각 군마다 순차적으로 상기 단위 발신부 모듈에서 상기 펄스형 적외선 신호를 방사하도록 제어하고 상기 단위 발신부 모듈과 상기 단위 수신부 모듈 사이에 물체의 가림에 의한 적외선 신호의 크기를 측정하여 물체의 좌표를 계산하는 제어부를 포함하며,
    터치 스크린 스캐닝 영역의 X축과 Y축을 상기 일정 개수의 단위군으로 형성하는 것을 특징으로 하고,
    상기 단위 발신부 모듈과 상기 단위 수신부 모듈 사이에 외부에 압력에 의해서 매질의 밀도가 변화되는 도파관형 매질을 포함하는 적외선 터치 입력 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 단위 발신부 모듈을 작동한 상태에서의 최대 적외선 크기와 상기 단위 발신부 모듈을 모두 중지한 상태에서의 최소 적외선 크기, 현재 측정된 적외선 크기를 이용하여 상기 물체의 가림에 의한 적외선 신호의 크기를 측정하고 상기 측정한 적외선 신호의 크기가 물체에 의해 간섭받는 신호의 임계값보다 작은 구간만을 선택한 후 확률 분포에 의한 상기 물체의 좌표를 계산하는 것을 특징으로 하는 적외선 터치 입력 장치.
  5. 삭제
  6. 펄스형 적외선 신호를 전송하는 단위 발신부 모듈;
    상기 단위 발신부 모듈로부터 상기 펄스형 적외선 신호를 수신하여 기준 전압 이상의 신호가 수신된 주파수 대역에서 일정 신호가 발생하는 단위 수신부 모듈; 및
    상기 단위 발신부 모듈과 상기 단위 수신부 모듈을 포함한 일정 개수의 단위군에서 상기 각 군마다 순차적으로 상기 단위 발신부 모듈에서 상기 펄스형 적외선 신호를 방사하도록 제어하고 상기 단위 발신부 모듈과 상기 단위 수신부 모듈 사이에 물체의 가림에 의한 적외선 신호의 크기를 측정하여 물체의 좌표를 계산하는 제어부를 포함하며,
    터치 스크린 스캐닝 영역의 X축과 Y축을 상기 일정 개수의 단위군으로 형성하는 것을 특징으로 하고,
    상기 단위 발신부 모듈과 상기 단위 수신부 모듈 사이에 외부에 압력에 의해서 매질의 밀도가 변화되는 도파관형 매질을 형성하고 상기 단위 발신부 모듈의 적외선 신호를 반사하는 제1 적외선 반사체와 상기 도파관형 매질로 전달되는 적외선 신호를 상기 단위 수신부 모듈로 반사하는 제2 적외선 반사체를 더 포함하는 적외선 터치 입력 장치.
  7. 펄스형 적외선 신호를 전송하는 단위 발신부 모듈;
    상기 단위 발신부 모듈로부터 상기 펄스형 적외선 신호를 수신하여 기준 전압 이상의 신호가 수신된 주파수 대역에서 일정 신호가 발생하는 단위 수신부 모듈; 및
    상기 단위 발신부 모듈과 상기 단위 수신부 모듈을 포함한 일정 개수의 단위군에서 상기 각 군마다 순차적으로 상기 단위 발신부 모듈에서 상기 펄스형 적외선 신호를 방사하도록 제어하고 상기 단위 발신부 모듈과 상기 단위 수신부 모듈 사이에 물체의 가림에 의한 적외선 신호의 크기를 측정하여 물체의 좌표를 계산하는 제어부를 포함하며,
    터치 스크린 스캐닝 영역의 X축과 Y축을 상기 일정 개수의 단위군으로 형성하는 것을 특징으로 하고,
    상기 단위 발신부 모듈과 상기 단위 수신부 모듈 사이에 적외선 반사체를 포함하는 탄성 물질의 제1 매질과 제2 매질, 상기 제1 매질과 상기 제2 매질을 지지하는 지지대를 포함하는 적외선 터치 입력 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
KR1020090040974A 2008-11-24 2009-05-11 적외선 터치 입력 장치 KR101076871B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080117085 2008-11-24
KR20080117085 2008-11-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100058397A KR20100058397A (ko) 2010-06-03
KR101076871B1 true KR101076871B1 (ko) 2011-10-25

Family

ID=42360052

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090040974A KR101076871B1 (ko) 2008-11-24 2009-05-11 적외선 터치 입력 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101076871B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022065563A1 (ko) 2020-09-22 2022-03-31 주식회사 알엔디플러스 비접촉식 엘리베이터 터치장치 및 그 설정방법

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101018397B1 (ko) * 2010-09-27 2011-02-28 김길선 멀티 터치에서 발생하는 허상의 제거가 가능한 적외선 터치스크린 장치
KR101323196B1 (ko) * 2010-10-05 2013-10-30 주식회사 알엔디플러스 멀티 터치 스크린 장치
WO2012108611A1 (ko) * 2011-02-10 2012-08-16 주식회사 알엔디플러스 다중 터치입력 처리 장치
WO2012150730A1 (ko) * 2011-05-04 2012-11-08 호감테크놀로지(주) 발광 소자 및 수광 소자를 이용한 터치 스크린
WO2013005949A2 (ko) * 2011-07-01 2013-01-10 주식회사 알엔디플러스 멀티 터치 인식 장치
KR101260341B1 (ko) 2011-07-01 2013-05-06 주식회사 알엔디플러스 멀티 터치 인식 장치
US9405382B2 (en) 2012-07-24 2016-08-02 Rapt Ip Limited Augmented optical waveguide for use in an optical touch sensitive device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022065563A1 (ko) 2020-09-22 2022-03-31 주식회사 알엔디플러스 비접촉식 엘리베이터 터치장치 및 그 설정방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100058397A (ko) 2010-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101076871B1 (ko) 적외선 터치 입력 장치
KR102213486B1 (ko) 고속 멀티 터치 노이즈 감소
US10795506B2 (en) Detecting multitouch events in an optical touch- sensitive device using touch event templates
US10613693B2 (en) Fast multi-touch stylus and sensor
KR102213485B1 (ko) 사용자 식별 기술을 갖는 고속 멀티 터치 센서
JP5942281B2 (ja) マルチタッチスクリーン装置
US8115753B2 (en) Touch screen system with hover and click input methods
US7079118B2 (en) Touch screen using echo-location
CN101663637B (zh) 利用悬浮和点击输入法的触摸屏系统
US8531435B2 (en) Detecting multitouch events in an optical touch-sensitive device by combining beam information
JP5582622B2 (ja) 補償信号プロファイルを有する接触面
US5144594A (en) Acoustic mouse system
CN105247455B (zh) 光学触摸断层扫描
JP5615270B2 (ja) 物体の位置決定
KR101203701B1 (ko) 터치스크린 장치의 터치 정보 처리 장치 및 방법
US9965101B2 (en) Instrument detection with an optical touch sensitive device
KR100901971B1 (ko) 적외선 터치 스캐닝 모듈
JP5757004B2 (ja) マルチタッチ認識装置
US20100302211A1 (en) Touch Screen Detecting Method and Apparatus
EP2790093B1 (en) Method for gesture detection, optical sensor circuit, in particular an optical sensor circuit for gesture detection, and optical sensor arrangement for gesture detection
CA2902117A1 (en) Active optical stylus and sensor
KR101323196B1 (ko) 멀티 터치 스크린 장치
TW201407445A (zh) 光學觸控系統及方法
KR20110131141A (ko) 터치스크린 장치 및 그의 스캔 방법
CN117111773A (zh) 基于扫描光束的光波导式触控屏系统、光源及交互方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
N231 Notification of change of applicant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140822

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150827

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160926

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171010

Year of fee payment: 7