KR101107632B1 - 광신호를 이용한 터치인식장치 및 터치인식방법 - Google Patents

광신호를 이용한 터치인식장치 및 터치인식방법 Download PDF

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Abstract

다수 터치 포인트의 인식 오류를 방지할 수 있는 광 신호를 이용한 터치인식장치 및 터치인식방법이 개시된다. 터치인식장치의 터치 패널의 제1측 및 제1측과 마주보는 제2측에 각각 발광부 및 수광부가 상하로 중첩 정렬되는 광송수신 모듈을 포함하는 광송수신부를 배치하여, 상기 수광부에서의 광 신호 수신 여부에 따라, 터치 포인트(장애물)가 존재하지 않는다고 판단되는 픽셀들을 관심 대상에서 하나씩 제거하고 모든 광송수신 모듈의 발광 및 수광부에서의 광 신호 수신 여부 감지가 완료되었을 때, 최종적으로 제거되지 않고 잔류하는 픽셀로써만 터치 포인트의 위치를 판단함으로써 터치 포인트 인식 오류를 방지할 수 있다.
광 인식, 광 신호, 터치 패널, 터치 인식

Description

광신호를 이용한 터치인식장치 및 터치인식방법{Apparatus and method for Optical Recognition using optical signal}
본 발명은 광신호를 이용한 터치인식장치 및 터치인식방법에 관한 것으로, 특히 터치 패널의 서로 대향하는 양측에 광송수신 모듈을 배치하여 양측의 광송수신 모듈이 서로 광 신호를 각각 송수신하여, 광신호의 수신 여부에 따라 터치 유무를 판별하여, 터치 영역의 위치를 인식하는 터치 인식장치 및 터치 인식 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 적외선 터치 스크린의 적외선 송수신부의 배열을 보이는 개략도이다. 패널(10) 주변에 위치하는 다수의 적외선 발광부(11, 13)와 수광부(12, 14)는 패널(10)을 사이에 두고 상하 또는 좌우로 마주보며 서로 대응한다. 적외선 발광부와 수광부가 순서대로 하나씩 온/오프되고 대응하는 발광부와 수광부는 동시에 온/오프 된다. 각 발광부로부터 방출되는 광을 대응하는 수광부가 감지하여 발광부와 수광부 사이에 터치 포인트(touch point)가 존재하는지 그 유무를 판별한다.
도 2는 도 1의 적외선 송수신부를 이용한 단일 터치 포인트 인식을 설명하기 위한 개략도이다. 도 2를 참조하면, x축으로 배열된 발광부(11a, 11b, 11c...)와 y축으로 배열된 발광부(13a, 13b, 13c...)에서 차례로 적외선을 방출시키면서 각각 대응하는 수광부(12a, 12b, 12c..., 14a, 14b, 14c...)의 적외선 수신 여부를 판단한다. 마주보는 발광부와 수광부 사이에 터치 포인트가 있는 경우, 발광부에서 방출된 적외선은 대응하는 수광부에 도달하지 않는다. 예를 들어 x6, x7에 위치하는 발광부(11f, 11g)와 수광부(12f, 12g), y5와 y6에 위치하는 발광부(13e, 13f)와 수광부(14e, 14f) 간의 적외선 경로에 터치 포인트(TP)가 있는 경우, 발광부(11f, 11g, 13e, 13f)로부터 방출된 적외선은 수광부(12f, 12g, 14e, 14f)에 수신되지 않는다. 이에 따라, (x6~x7, y5~y6)에 터치 포인트(TP)가 존재하는 것으로 인식된다.
하지만, 이러한 종래의 적외선 인식 장치 및 방법은 터치 포인트가 하나인 경우에는 문제가 없으나, 터치 포인트가 다수인 경우에는 터치되지 않은 곳도 터치 포인트로 인식하는 오류가 발생한다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 적외선 송수신부를 이용한 다중 터치 포인트 인식예를 보이는 설명도이다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 적외선 터치스크린 상에 2개의 터치 포인트(TP1, TP2), 즉 (x6~x7, y5~y6), (x15~x16, y9~y10)에 터치 포인트가 실제로 존재한다고 가정한다. 하지만, 두 좌표의 조합에 의해 도 3b에 보인 바와 같이 4개의 터치 포인가 각각 (x6~x7, y5~y6), (x6~x7, y9~y10), (x15~x16, y5~y6), (x15~x16, y9~y10)에 존재하는 것으로 잘못 인식된다. 이 네 영역 중 (x6~x7, y5~y6),(x15~x16, y9~y10)에서 인식된 터치 포인트 TP1, TP2는 실재하는 터치 포인트이나, (x6~x7, y9~y10), (x15~x16, y5~y6)에서 인식된 터치 포인트는 실제로는 사용자가 터치하지 않은 것으로, 오류에 의해 인식된 포인트이다. 실재 터치 포인트가 3개인 경우, 오류에 의해 인식되는 터치 포인트는 6개로 늘어난다. 이처럼, 패널을 사이에 두고 마주보는 발광부와 수광부를 이용하여 터치 포인트의 존재 유무를 인식하는 종래 기술은 다수 터치 포인트 인식시 오류가 발생한다.
도 4는 다른 종래 기술에 따라 하나의 발광부에서 발광하고 다수의 수광부에서 수광하여 장애물(즉, 터치 포인트)을 인식하는 장치를 설명하기 위한 개략도이다. 도 4에 보인 바와 같이, 순차적으로 하나의 발광부에서 방사되는 적외선을 맞은 편의 다수 수광부에서 동시에 수신하여 각 픽셀 상의 터치 포인트 존재 유무를 비트 정보로 저장한다. 이 장치에서는, 수광부의 위치 즉, 발광부와 각 수광부 사이의 거리와 각도 차이에 따라 각 수광부에 도달하는 적외선 신호의 수신 강도가 상이하다는 문제점이 있다.
도 5는 도 4의 장치에서 수광부와 발광부의 상대적 위치에 따른 신호 강도 변화를 보이는 설명도이다. 도 5를 참조하면, 임의의 발광부로부터 발산된 적외선을 맞은 편의 수광부에서 수신할 때, 발광부와 각 수광부의 상대적 위치에 따라 수신되는 적외선 신호의 강도가 다르다. 그러나, 고정된 임계점을 갖는 각 수광부는 임계점 이상의 신호만 수신신호로 판단하고 임계점 이하의 신호는 수신신호로 판단하지 않기 때문에, 순차적으로 발광부가 바뀔 때 마다, 발광부의 위치 변화를 고려하여 각 수광부 마다 적절한 임계점을 새로 정해야 하기 때문에 수신여부를 정확히 판단하기가 어렵다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 다수의 터치 입력이 있는 경우에 발생하는 인식 오류를 방지하면서, 설치가 용이하며, 관리 및 유지가 용이하며, 스캔 속도 감소에 의한 터치 인식의 속도를 증가시키기 위한 광신호를 이용한 터치인식장치 및 터치인식방법을 제공함을 목적으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광신호를 이용한 터치 인식 장치는 다수의 픽셀을 포함하는 터치 패널, 상기 터치 패널의 제1측 및 대향하는 제2측에 배치되고, 발광부 및 수광부를 포함하는 복수의 광송수신 모듈 및 상기 복수의 광송수신 모듈의 동작을 제어하고, 상기 터치 패널의 제1측 및 대향하는 제2측의 수광부들의 광 신호 수신 여부를 스캔하여, 상기 수광부들의 광 신호 수신 여부에 따라 상기 터치 패널 상의 터치 포인트의 위치를 인식하는 제어부를 포함하 며, 상기 제1측에 배치되는 광송수신 모듈의 하나의 발광부에서 출력하는 광은 상기 제2측에 배치되는 광수신 모듈의 수광부들에서 수신되고, 상기 제2측에 배치되는 하나의 광송수신 모듈의 발광부에서 발광되는 광은 상기 제1측에 배치되는 광수신 모듈의 수광부들로 수신되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광신호를 이용한 터치 인식 방법은 터치 패널을 구성하는 각각의 픽셀에 대하여, 터치 영역 값을 부여하여 저장하는 단계, 터치 패널의 제1측 및 대향하는 제2측에 각각 배치된 발광부에서 출력한 하나의 광신호를 상기 발광부에 대응하도록 제1측 및 대향하는 제2측에 각각 배치된 수광부들에서 수신하는 단계, 상기 각각의 수광부들에서 광신호를 수신한 경우, 수신한 광신호를 출력한 발광부 및 수신한 수광부를 직선으로 연결한 영역에 해당하는 픽셀은 터치되지 아니한 영역 값으로 변경하는 단계 및 상기 터치되지 아니한 영역 값으로 변경된 영역을 제외한 픽셀을 터치 포인트가 존재할 가능성이 남아있는 것으로 처리하는 단계를 포함한다.
또한 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광신호를 이용한 터치 인식 장치는 다수의 픽셀을 포함하는 터치 패널, 상기 터치 패널의 제1측 및 대향하는 제2측에 한쌍으로 배치되고, 발광부 및 수광부를 포함하는 복수의 광송수신 모듈 및 상기 터치 패널의 제3측 및 대향하는 제4측에 각각 구성되는 광발생부 및 광수신부, 상기 복수의 광송수신 모듈, 상기 광발생부 및 상기 광수신부의 동작을 제어하고, 상기 터치 패널의 제1측 및 대향하는 제2측의 상기 광송수신 모듈의 수광부의 광 신호 수신 여부를 스캔하고, 또한 상기 제4측에 구성되는 광수신부의 광 신호 수신 여부를 스캔하여, 광 신호 수신 여부에 따라 상기 터치 패널 상의 터치 포인트의 위치를 인식하는 제어부를 포함하며, 상기 제1측에 배치되는 광송수신 모듈의 발광부에서 출력하는 광은 상기 제2측에 배치되는 광수신 모듈의 수광부에서 수신되고, 상기 제2측에 배치되는 광송수신 모듈의 발광부에서 발광되는 광은 상기 제1측에 배치되는 광수신 모듈의 수광부로 수신되며, 제3측에 배치되는 광발생부에서 발광되는 광은 일대일로 제4측에 배치되는 광수신부에서 수신되는 것을 특징으로 한다.
상기에서 설명한 본 발명에 따른 광신호를 이용한 터치인식장치 및 터치인식방법의 효과를 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따르면, 터치인식장치의 터치 패널의 제1측 및 제1측과 마주보는 제2측에 각각 발광부 및 수광부가 상하로 중첩 정렬되는 광송수신 모듈을 배치하여, 상기 수광부들에서의 광 신호 수신 여부에 따라, 터치 포인트(장애물)가 존재하지 않는다고 판단되는 픽셀들을 관심 대상에서 하나씩 제거하고 모든 광송수신 모듈의 발광이 완료되었을 때, 최종적으로 제거되지 않고 잔류하는 픽셀로써만 터치 포인트의 위치를 판단함으로써 터치 포인트 인식 오류를 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 터치인식장치의 터치 패널의 마주보는 양측에만 광송수신 모듈을 배치함으로써, 감지할 영역의 사이즈 조정이 가능하여 설치가 용이하고, 광송수신 모듈이 먼지 등의 외부 환경에 노출될 여지가 줄어들어 외부 환경에 의한 오작동 우려가 줄어들게 되며, 상하좌우 전면의 발수신부를 배치하는 종전의 방식 대비 발신부의 갯수가 줄어듬에 따라 광 신호 수신 여부를 확인하는 일련의 발수신 및 인식작업의 절차가 줄게 되므로, 스캔 횟수 감소로 터치 포인트 인식 속도가 향상된다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 이때 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광신호를 이용한 터치 인식 장치의 구성을 도시한다. 도 6을 참조하면, 터치 인식 장치는 터치 패널(62), 복수의 광송수신 모듈(61)을 포함하는 광송수신부(60) 및 제어부를 포함한다.
상기 광송수신부는 대향하는 측, 즉 마주보는 방향으로 쌍으로 배치된다. 도 6에서는 사각형의 터치 패널(62)을 예시로 설명하였지만, 본 발명은 터치 패널의 형상에 제한되지 아니하며, 다양한 형상의 터치 패널이 가능하다. 즉, 광송수신부가 마주보는 양측에 배치되면 가능한 것이다.
상기 양측에 배치되는 광송수신부(60)는 복수개의 광송수신 모듈을 포함한다. 각각의 광송수신 모듈(61)은 발광부 및 수광부를 포함한다. 이에 대해서는 도 7을 참조하여 상세하게 설명한다. 제1측에 배치되는 광송수신 모듈의 발광부에서 출력하는 광은 마주보는 제2측에 배치되는 광수신 모듈의 복수의 수광부에서 수신되고, 제2측에 배치되는 광송수신 모듈의 발광부에서 발광되는 광은 제1측에 배치되는 복수의 광수신 모듈의 수광부로 수신된다. 즉, 하나의 발광부에서 출력된 광 신호는 마주보는 측면의 복수의 수광부에서 수신하고, 양측에서 발광 및 수광을 모 두 하게 된다.
제어부(63)는 복수의 광송수신 모듈의 동작을 제어하고, 상기 터치 패널의 제1측 및 대향하는 제2측의 수광부의 광 신호 수신 여부를 스캔하여, 상기 수광부의 광 신호 수신 여부에 따라 상기 터치 패널 상의 터치 포인트의 위치를 인식한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 광송수신 모듈의 사시도이다. 하나의 광송수신 모듈(61)은 발광부(61a)와 수광부(61b)를 포함한다. 발광부(61a)와 수광부(61b)는 상하로 중첩되며 독립적으로 구동된다. 발광부(61a)는 데이터 라인 "1"로부터 입력되는 발광 인에이블 신호에 응답하여 인에이블되고, 데이터 라인 "2"로부터 입력되는 발광 신호에 응답하여 광(광 신호. 예컨대 적외선)을 외부로 출력할 수 있다. 수광부(61b)는 데이터 라인 "3"으로부터 입력되는 수광 인에이블(enable) 신호에 응답하여 인에이블되고, 광 신호를 수신하면 광 수신 신호를 데이터 라인 "4"로 출력할 수 있다. 일 실시예에서, 발광부(61a)와 수광부(61b)는 전원선을 공유할 수 있다.
발광부(61a)는, 예컨대 LED(light emitting diode)로 구현될 수 있고, 수광부(61b)는, 예컨대 PD(photo diode)로 구현될 수 있다. 발광부(61a)와 수광부(61b)는, 예컨대 적외선 파장의 광을 송수신할 수 있다. 그러나, 발광부(61a)와 수광부(61b)가 이에 국한되는 것은 아니며 터치인식장치의 응용예에 따라 발광부(61a)와 수광부(61b)의 소자 종류와 광 파장이 결정될 수 있다.
도 7의 예는 발광부(61a)가 위에, 수광부(61b)가 아래에 정렬되는 것을 보이 고 있으나, 발광부(61a)가 아래에 수광부(61b)가 위에 배치될 수도 있다. 광 송수신 모듈(61)의 발광부(61a)와 수광부(61b)는 사출로 형성된 하나의 하우징(housing) 내에 중첩 배치되어 일체형을 이룰 수 있다. 이때, 광송수신 모듈의 발광부(61a) 및 수광부(61b)를 하나의 하우징 내에 상하 중첩 정렬하는 경우 개별적인 외장을 생략할 수 있으므로 두께를 감소시킬 수 있다. 또한 발광부(61a) 및 수광부(61b)가 상하로 중첩 정렬될 때 발생하는 높이 변화를 고려하여, 터치 패널(62)의 적층을 반대로 할 수도 있다. 이와 같이 광송수신 모듈의 수광부와 발광부를 서로 반대로 정렬함으로써, 마주보는 광송수신 모듈의 발광부들의 높이 및 수광부들의 높이를 일치시키고, 광 송수신 효율을 향상시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 터치 패널(62)의 마주보는 양측에만 광송수신 모듈(61)이 배치된 구성을 도시한다. 터치 패널의 일실시예로는 디스플레이 소자 위를 덮는 투명한 막(film) 또는 판(plate)으로 구현될 수 있다.
이하의 설명에서 터치 패널(62)의 픽셀들은 디스플레이 소자의 픽셀들에 대응(예컨대, 일대응 대응)되는 격자로서, 사용자의 터치 포인트를 판단하기 위한 가상 또는 물리적인 픽셀을 의미한다.
광송수신 모듈의 발광부는 순차적으로 또는 소정 패턴에 따라 발광하고, 점멸할 수 있다. 즉, 광송수신 모듈의 발광부가 순차적으로 발광하는 실시예에서, S1, S2, S3, S4 ... 의 순서로 발광하고, 이에 반대편 S31 내지 S60의 광송수신 모듈의 수광부들이 광 신호를 수신할 수 있다. 또한 S31 내지 S60의 발광부가 순차적으로 발광하면, 반대편의 S1 내지 S30의 수광부들에서 광신호를 수신할 수 있다. 터치패널의 상호 대향하는 XX1 및 XX2는 각각 발광부 및 수광부를 포함하고 있으며, 반대편으로 광신호를 출력하고, 반대편으로부터 광신호를 수신한다.
이에 따라, 한측에서는 광신호를 출력만 하고, 한측에서는 광신호를 수신만 하는 경우에 발생하는 다중 터치 인식 오류를 현격하게 줄일 수 있다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명에 실시예에 따른 터치인식장치의 구성의 개략도들이다.
도 9a 내지 도 9c를 참조하면, 터치인식장치(60A, 60B, 60C)는 터치 패널(62), 터치 패널의 마주보는 양측에 배치되는 복수의 광송수신 모듈(61) 및 제어부(63)를 포함한다. 이때, 각각의 실시예에 따라 제1 저장부(64), 제2 저장부(65), 제3 저장부(66)를 더 포함할 수 있다. 각각의 실시예에 따른 제1 저장부 내지 제3 저장부를 살펴보기에 앞서, 본 발명의 실시예에 따른 터치인식장치의 제어부(63)에 대하여 살펴보기로 한다.
터치인식장치의 제어부(63)는 광송수신 모듈(61) 각각의 발광부 및 수광부를 개별적으로 인에이블시키기 위한 발광 인에이블 신호 및 수광 인에이블 신호를 출력하여 광송수신 모듈 각각의 발광부와 수광부를 독립적으로 제어하고, 수광부의 광 수신 여부를 판단하여 터치 패널(62)상의 터치 포인트(또는 터치 영역, 장애물)의 위치를 인식한다.
발광 제어부(63a)는 순차적으로 또는 미리 정해진 소정의 패턴에 따라 모든 광송수신 모듈(61)의 발광부를 소정 시간동안 인에이블시키기 위한 발광 인에이블 신호를 출력한다. 여기서, "순차적인"은 도 8과 같은 배치에서 위치 "S1" 내지 "S30"에 배치되는 광송수신 모듈들(61)의 발광부들(61a)을 차례대로 하나씩 인에이블시킴을 의미한다. "미리 정해진 제1 패턴"은 발광부들의 인에이블 순서를 의미한다. 예를 들어, 제1패턴에 따라 위치 "S1", "S30", "S51", "S60" 광송수신 모듈들의 발광부들을 순서대로 차례로 하나씩 인에이블시키거나, 위치 "S1", "S30" 광송수신 모듈들의 발광부들 동시에 인에이블 시킴을 의미한다. 따라서, 제1 패턴은 장치 설계자에 의해 자유롭게 설정될 수 있다. 제1 패턴 설정시, 터치 패널(62)을 사이에 두고 마주보는 광송수신 모듈들의 발광부들이 동시에 인에이블 및 발광되도록 할 수 있다.
또한, 발광 제어부(63a)는 인에이블된 발광부(61a)에 발광전압(발광신호)이 공급되도록 하여 발광부(61a)로부터 광신호가 출력되도록 한다. 발광 제어부(63a)의 제어에 따라 미리 정해진 제1 시간 동안 인에이블된 적어도 하나의 발광부(61a)에서 광, 예컨대 적외선 광이 발광되고, 제1 시간의 경과 후 소광된다.
수광 제어부(63b)는 모든 또는 일부 광송수신 모듈(61)을 미리 정해진 제2 시간 동안 인에이블시키기 위한 수광 인에이블 신호를 출력하고, 인에이블된 적어도 하나의 수광부(61b)로부터 순차적으로 또는 동시에 수광 여부 신호 즉, 광수신 신호를 입력받고, 광수신 신호를 수신한 광송수신 모듈의 정보를 형성한다. 수광 제어부(63b)는 제1 광송수신 모듈에서 광 신호가 출력되면 순차적으로 또는 미리 정해진 제2 패턴에 따라 제1 광송수신 모듈을 제외한 전부 또는 일부의 광송수신 모듈의 수광부를 개별적으로 또는 동시에 인에이블시켜 광 수신 여부를 판단한다. 여기서, "순차적인"은 도 8과 같이 이웃하는 위치 "S1", "S2", "S3" 광송수신 모 듈(61)의 수광부(61b)를 차례대로 하나씩 인에이블시킴을 의미한다. "미리 정해진 제2 패턴"은 적어도 하나의 광송수신 모듈의 수광부를 하나씩 또는 동시에 인에이블시킴을 의미한다. 예를 들어, 위치 "S49", "S50", "S51"의 이웃하는 광송수신 모듈들의 수광부를 차례대로 하나씩 인에이블시키거나, 위치 "S1" 내지 "S4" 광송수신 모듈들의 수광부들을 동시에 인에이블시킴을 의미한다. 따라서, 제2 패턴도 장치 설계자에 의해 자유롭게 설정될 수 있다.
도 10은 터치 패널의 서로 마주보는 양측에 배치되는 다수의 광송수신 모듈(61)의 발광부(61a) 및 수광부(61b)의 데이터 라인 구성을 보인다. 사각형 터치 패널(62)의 두 변 xx1 및 xx2에 다수의 광송수신 모듈(61)이 배치될 , 변 xx1 및 xx2에 수광 인에이블 신호들(enable signal)(R_EN_XX1 및 R_EN_XX2)의 전송 라인들과 발광 인에이블 신호들(E_EN_XX1, E_EN_XX2)의 전송 라인들이 마련된다. 일 실시예에서, 동일한 변에 배치되는 광송수신 모듈들(61)은 동일한 수광 인에이블 신호 전송라인과 발광부 인에이블 신호라인을 공유할 수 있다.
도 11은 수광 인에이블 신호들(R_EN_XX1 및 R_EN_XX2)과 발광 인에이블 신호들(E_EN_XX1 및 E_EN_XX2)을 제공하는 제어부(63)의 신호 입출력을 보인다. 일 실시예에서, 도 7을 참조하면, 도 9a 내지 도 9c의 발광 제어부(63a)로부터 출력되는 발광 인에이블 신호(E_EN_XX1 또는 E_EN_XX2)는 데이터 라인 "1"을 통해 발광부(61a)에 입력될 수 있다. 발광 제어부(63a)로부터 출력된 발광신호는 데이터 라인 "2"를 거쳐 발광부(61a)에 입력될 수 있다. 일 실시예에서, 도 9a 내지 도 9c의 발광 제어부(63a)는 도 12에 도시된 바와 같이 양방향 버퍼(74HC245), 듀얼(Dual) P-채널(Channel) 증강 모드(Enhancement Mode) FET(Field Effect Transistor)(CEM4953A) 등으로 구현되어 공급전원(Vcc)으로부터 발광신호를 형성할 수 있다.
다시 도 7 및 도 10을 참조하면, 일 실시예에서, 수광 제어부(63b)로부터 출력되는 수광 인에이블 신호(R_EN_XX1 또는 R_EN_XX2)는 데이터 라인 "2"을 거쳐 수광부(61b)에 입력되고, 인에이블된 수광부(61b)가 광 신호 신호를 수신하면, 광 신호는 전기적 광수신 신호로서 변환되어 데이터 라인 "4"을 통해 수광 제어부(63b)에 입력될 수 있다. 일 실시예에서, 광신호는 도 13에 도시된 바와 같은 LM324 연산 증폭기에 의해 증폭된 후 수광 제어부(63b)에 입력될 수 있다.
전술한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 터치 패널의 마주보는 양측에 대응(예컨대, 일대일 대응)하도록 배치된 광송수신 모듈의 발광부를 적어도 하나씩 인에이블시키고, 발광부와 중첩되어 그 역시 터치 패널의 마주보는 양측에 정렬된 수광부의 광 수신 여부를 감지하여 터치 포인트의 존재 유무를 판단하기 때문에 임의의 발광부 또는 수광부에서 오작동이 발생하더라도 터치 포인트 인식 오류에 큰 영향을 미치지 않는다. 즉, 단방향의 광송수신만으로 터치 포인트를 인식하는 것이 아니라, 양방향의 광송수신으로 터치 포인트를 인식하게 되므로, 터치 포인트 인식 오류를 줄일 수 있는 것이다.
다시 터치 인식 장치(60A, 60B, 60C)에 관한 도 9a 내지 도 9c를 참조하면, 제어부(63)의 픽셀 터치 정보 변경부(63c)는 차례대로 지정되어 광을 방출하는 제1 광송수신 모듈과 그 광을 수광한 제2 광송수신 모듈을 잇는 가상적인 직선을 설정 하고, 그 가상적인 직선 상의 픽셀들의 터치 여부 정보를 형성한다.
적어도 하나의 제1 광송수신 모듈의 발광부에서 방출된 광을 수신한 적어도 하나의 광송수신 모듈을 제2 광송수신 모듈이라 하면, 제1 광송수신 모듈과 제2 광송수신 모듈을 잇는 가상적인 직선 상에 존재하는 픽셀들 상에는 터치 포인트가 존재하지 않는다고 판단한다. 예컨대, 도 14와 같이 다수의 픽셀(Px)을 갖는 터치 패널(62)의 위치 "A"에 정렬된 제1 광송수신 모듈의 발광부로부터 방출된 광이 "B" 위치에 정렬된 제2 광송수신 모듈의 수광부에 수신되면, 위치 A와 B를 잇는 직선 사이의 픽셀 상에는 터치 포인트가 없는 것으로 판단한다. 다른 예로서, 도 15와 같이 "A" 위치의 제1 광송수신 모듈로부터 방출된 광이 "B", "C", "D", "E", "F", "G" 위치의 제2 광송수신 모듈들에 수신되면, A와 B, C, D, E, F, G를 잇는 각각의 가상 직선 상의 픽셀들에는 터치 포인트가 없는 것으로 판단한다. 이와 같은 방법으로, 터치 패널의 마주보는 양측에 배치된 광송수신 모듈을 이용하여 스캔을 수행하면, 하나의 픽셀에 대해 장애물의 존재 여부가 여러 번 판단된다. 따라서, 수신강도가 약하더라도 이웃한 다른 광송수신 모듈에서 수신되는 수신광으로써 각 픽셀의 장애물 존재 여부를 정확하게 판단할 수 있다.
도 16a 및 도 16b는 본 발명에 따른 터치인식 장치에서 정확한 터치 포인트를 인식하기 위한 방안을 도시한다. 도 16a 및 도 16b를 참조하면, 상기 도 14 내지 도 15와 관련한 알고리즘으로 터치 포인트를 인식한 경우, 인식된 터치 포인트의 소정 영역을 필터링해 줌으로써, 정확한 터치 포인트 인식이 가능할 수 있다.
이때, 상기 터치 포인트의 수직방향의 폭이 가장 큰 지점을 터치 포인트의 중심으로 하여 양 측면의 길게 생성되는 노이즈를 터치 포인트의 폭 크기의 소정의 비율로 제거할 수 있다. 터치 포인트의 수직방향은 상기 광송수신 모듈이 배열된 방향을 의미한다.
즉, 터치 포인트로 인식된 영역에서 제1측에서 제2측 방향으로 터치 포인트를 스캔하여, 진행방향에 대한 수직 방향, 즉 광송수신 모듈이 배열된 방향,의 폭이 가장 큰 지점을 지름(a)으로 하여, 지름 길이에 소정 비율에 비례하여 양 측면에 길게 생성되는 노이즈를 제거할 수 있다. 이때, 직선의 수직 방향으로 직선의 지름(a) 만큼을 터치 포인트로 인식하고, 그 나머지 영역은 터치되지 아니한 영역으로 인식할 수 있다. 도 16a를 참조하면, 지름 a 만큼의 영역(110)을 제외한 나머지 영역들(120)은 터치되지 아니한 영역으로 인식할 수 있다. 이로써, 광송수신 모듈이 양 측면에만 배치됨으로 인하여 발생할 수 있는, 각 측면 방향으로 터치 영역이 길게 늘어지는 현상을 제거할 수 있다.
도 16b를 참조하면, 하나의 터치 감지 영역에서 터치 포인트의 수직 방향의 폭이 가장 큰 지점이 두 개 이상 존재하는 경우 터치된 영역을 적어도 두 개의 터치 포인트로 분리하고, 분리된 각각의 터치 포인트의 수직방향의 폭이 가장 큰 지점을 터치 포인트의 중심으로 하여 양 측면의 길게 생성되는 노이즈를 터치 포인트의 폭 크기의 소정의 비율로 제거할 수 있다. 하나의 터치 포인트로 인식된 영역을 둘로 나누어 각각의 터치 영역으로 인식하고, 각각의 터치 영역에서 소정 거리를 넘어서는 영역은 터치되지 아니한 영역(140, 160)으로 필터링하고, 나머지 남는 영역만은 터치 포인트(130, 150)로 인식하는 것이다.
도 9a를 참조하면, 제1 저장부(64)는 픽셀들에 대응(예컨대, 일대일 대응)하는 다수의 저장영역을 구비하며 픽셀 각각의 터치 여부 정보를 저장한다. 제1 저장부(64)는, 도 17a에 보인 바와 같이 픽셀 터치 정보 테이블 형태로 표현될 수 있다.
일 실시예에서, 초기 상태에서 모든 픽셀의 데이터는 초기 정보(초기값)( touched : T)로 설정된다. 즉, 모든 픽셀이 터치된 것으로 초기에 설정될 수 있다. 제1 저장부(64)는 광송수신 모듈(61)의 순차적인 인에이블 및 광신호 수신 여부 판단이 진행될 때, 도 17b와 같이 제1 광송수신 모듈과 제2 광송수신 모듈을 잇는 가상 직선 상에 위치하는 픽셀들의 언터치(untouched) 정보(U)를 픽셀 터치 정보 변경부(63c)로부터 입력받고 이를 반영한다. 바람직하게, 픽셀 터치 정보 변경부(63c)는 제1 광송수신 모듈과 제2 광송수신 모듈을 잇는 가상 직선 상의 픽셀 중 터치 여부 정보가 초기 정보(T)로 남아있는 픽셀들에 대해서만 언터치 정보(U)로 변경한다. 도 17c는 모든 광송수신 모듈(61)내 발광부(61a)의 인에이블이 종료된 후에 제1 저장부(64)의 정보를 보인다.
일 실시예에서, 모든 광송수신 모듈(61)내 발광부(61a)의 인에이블이 종료된 후에 터치 여부 정보가 변경되지 않고 초기 정보로 잔류하는 픽셀에는 터치 포인트가 존재한다고 판단된다. 제어부(63)의 터치 포인트 형성부(63d)는 제1 저장부(64)에서 터치 여부 정보가 변경되지 않은 적어도 하나의 픽셀의 위치정보로부터 적어도 하나의 사용자 터치 포인트 정보를 생성한다.
도 17d는 터치 여부 정보가 변경되지 않은 픽셀들로부터 터치 포인트 정보를 형성하여 얻은 터치 패널(62) 상의 두 터치 포인트 위치를 나타낸다. 이와 같이, 본 발명은 터치 패널(62) 상에서 사용자에 의해 터치된 2개 이상의 터치 포인트를 동시에 계산할 수 있다. 일 실시예에서, 터치 포인트는 다수의 픽셀들로 표현되는 다양한 형태의 폐곡선(convex hull)이나 사용자의 터치 궤적을 나타내는 선일 수 있다. 터치 포인트를 이루는 픽셀들은 사용자에 의해 동시에 터치되었거나 또는 순차적으로 터치된 픽셀들일 수 있다.
본 발명은 픽셀 터치 정보 테이블을 이용하여 광을 방출한 광송수신 모듈과 그 광을 수광한 광송수신 모듈을 잇는 가상 직선 상의 픽셀을 관심 대상에서 제거해 나가는 방식으로 터치 포인트를 인식하기 때문에 수신강도에 차이가 나더라도 터치 포인트의 인식에 거의 영향을 받지 않는다. 즉, 종래에는 수광부가 수신을 하지 못하였을 경우 해당 발광부와 수광부를 잇는 가상 직선 상에 터치 포인트가 존재하는 것으로 파악하기 때문에 수신강도의 차이에 따라서 장애물 탐지능력에 대한 신뢰성이 영향을 받게 되나, 본 발명은 터치 포인트가 존재하지 않는다고 판단되는 픽셀들을 관심 대상에서 하나씩 제거하고 모든 광송수신 모듈의 발광이 완료되었을 때, 최종적으로 제거되지 않고 잔류하는 픽셀로부터 터치 포인트의 위치를 판단하기 때문에 터치 포인트 인식 오류를 방지할 수 있고, 터치 인식 장치의 감지(sensing) 능력을 향상시킬 수 있다.
또한 도 18a와 같이, 제1측 및 마주보는 제2측의 상호 광신호 송수신으로 터치 포인트를 인식하게 되므로, 제1측 및 제2측 방향으로 터치된 영역이 길게 늘어뜨려지는 경우가 발생할 수 있다. 이 경우, 진행 방향이 변경되는 지점을 설정하 여, 양 지점 사이의 거리에 비례하는 소정 거리 만큼을 제외한 영역을 터치되지 않은 영역으로 필터링 할 수 있다. 도 18a에서는 소정 거리를 양 지점의 거리만큼의 거리로 하였다. 소정 거리는 시스템 설계자에 의해 다르게 설계될 수 있음은 물론이다.
도 18b에서는 도 18a의 100 영역만을 터치 포인트로 인식하고, 그 이외 영역은 터치되지 아니한 영역으로 인식한 것을 알 수 있다. 이러한 알고리즘으로 인하여, 터치 패널의 양측에만 광송수신 모듈을 배치함으로 인한 터치 영역이 길게 늘여뜨려지는 점을 해결할 수 있다.
본 발명에서 광의 수신은 임계점 이상 세기의 광이 수광부에 수신되는 것을 의미하므로, 광을 방출한 제1 광송수신 모듈의 이웃 광송수신 모듈은 광을 수신하지 않았다고 가정하는 것이 바람직하다. 예컨대, 다시 도 8을 참조하면, 도 8의 위치 "S11"에 존재하는 광송수신 모듈이 제1 광송수신 모듈로 지정되어 그로부터 광신호가 방출될 때, "S11"을 중심으로 일정 거리에 있는 광송수신 모듈들, 예를 들어 위치 "S8"~"S14"의 광송수신 모듈들도 약간의 광을 수신한다고 볼 수 있지만, 터치 패널(62) 상의 터치 포인트(장애물)의 존재여부를 판단하기 위해서는 위치 "S50" 및 그 주변의 광송수신 모듈에서 광을 수신하였는가 여부가 더 중요하다. 위치 "S8"~"S14"의 광송수신 모듈의 수광부는 장애물의 유무와 관계없이 광을 수신할 가능성이 있으므로, 이로 인한 판단 오류를 방지하기 위해 현재 지정된 제1 광송수신로부터 일정 거리에 있는 광송수신 모듈의 광수신은 고려하지 않는 것이 바람직 하다.
도 9b를 참조하면, 터치 인식 장치(60B)는 도 9a에 보인 터치 인식 장치(60A)의 구성을 모두 포함하며, 지정된 제1 광송수신 모듈에서 방출되는 광신호를 수신 가능한, 즉 이 광신호의 수신이 의미있는 적어도 하나의 제2 광송수신 모듈 후보의 식별정보를 저장하기 위한 제2 저장부(65)를 더 포함한다. 제2 광송수신 모듈의 후보는 발광 제어 부(63a)에 의해 지정된 제1 광송수신 모듈로부터 방출된 광을 임계점 이상의 세기로 수신할 수 있는 위치의 광송수신 모듈을 실험 또는 광송수신 모듈 간의 위치 관계에 따라 미리 연계하여 설정된다. 지정된 제1 광송수신 모듈에 대해 제2 광송수신 모듈의 후보는 터치 패널을 사이에 두고 대향하는 위치에 적어도 하나 존재할 수 있다.
제2 저장부(65)는, 도 18에 도시된 바와 같은, 발광 광송수신 모듈(제1 광송수신 모듈)과 수광 광송수신 모듈(제2 광송수신 모듈)의 후보의 위치를 보이는 테이블을 저장할 수 있다. 제2 광송수신 모듈 후보는 적어도 하나이다. 일 실시예에 따르면, 발광 제어부(63a)는 순차적으로 또는 미리 정해진 제1 패턴에 따라 광 송수신 모듈(61)의 발광 부(61a)를 발광시킬 수 있고, 제1 패턴은 제2 저장부(65)에 저장되는 제1 광송수신 모듈의 순서로부터 형성될 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 수광 제어부(63b)는 제1 광송수신 모듈에서 광 신호가 출력되면 순차적으로 또는 미리 정해진 제2 패턴에 따라 제1 광송수신 모듈을 제외한 전부 또는 일부의 광송수신 모듈의 수광부를 개별적으로 또는 동시에 인에이블시켜 광 수신 여부를 확인할 수 있고, 제2 패턴은 제2 저장부(65)에 저장되는 제1 광송수신 모듈 각각의 제2 광송수신 모듈 후보의 위치 정보로부터 형성될 수 있다. 터치 인식 장치의 구동을 반복하면서 지정된 제1 광송수신 모듈의 광을 수신하는 제2 광송수신 모듈의 위치 정보를 제2 저장부(65)에 누적 저장하여 제2 광송수신 모듈의 후보를 갱신할 수도 있다.
제2 저장부(65)를 구비하는 터치 인식 장치는, 제1 광송수신 모듈을 제외한 전체 광송수신 모듈의 광 수신 여부를 판단하지 않고, 제1 광송수신 모듈의 후보에서만 광 수신 여부를 판단함으로써 스캔 시간을 감소시킬 수 있다. 정밀도가 중요하게 고려되는 터치 인식 장치는, 즉 제1 광송수신 모듈에서 광이 방출될 때 제1 광송수신 모듈을 제외한 모든 광송수신 모듈의 광수신 여부를 판단하는 터치 인식 장치에서 제2 저장부는 생략될 수 있다.
제2 광송수신 모듈 후보를 저장하기 위한 제2 저장부(65)를 구비하는 장치에서 스캔 시간을 보다 단축시키고자 할 때 제1 광송수신 모듈(61)을 적어도 2개 이상 지정할 수 있다. 이 경우, 서로 다른 제1 광송수신 모듈은 서로 다른 제2 광송수신 모듈 후보를 갖는 것이 바람직하다. 예컨대, 도 8에서 터치 패널(62)을 사이에 두고 마주보는 위치 관계에 있는 광송수신 모듈(61) 예컨대, 위치 "S1"과 위치 "S50"의 광송수신 모듈은 모든 수신 광송수신 모듈 후보가 동일하지 않은 발광 광송수신 모듈들이므로, 이 모듈들을 동시에 제1 광송수신 모듈로서 지정하고, 각각의 제1 광송수신 모듈의 제2 광송수신 모듈 후보에 대해서만 수광 여부를 판단하여 스캔 시간을 단축할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예로서 도 9c를 참조하면, 터치 인식 장치(60C)는 도 9b에 보인 터치 인식 장치(60B)의 구성을 모두 포함하며, 광송수신 모듈 각각의 발광 여부를 저장하기 위한 제3 저장부(66)를 더 포함한다. 즉, 제3 저장부(66)는 광송수신 모듈이 제1 광송수신 모듈로서 지정되었는지 그 여부를 저장한다. 터치 인식 장치(60C)에서, 발광 제어부(63a)는 제2 저장부(65)에서 제2 광송수신 모듈 후보가 모두 동일하지 않은 발광 광송수신 모듈을 검색하는 기능을 추가적으로 수행한다. 발광 제어부(63a)는 제3 저장부(66)를 참조하여 검색된 발광 광송수신 모듈 중 이전에 제1 광송수신 모듈로 지정되지 않은 광송수신 모듈을 선택한다. 선택된 광송수신 모듈 중 적어도 일부를 제1 광송수신 모듈로 지정하고, 제3 저장부(66) 및 수광 제어부(63b)로 입력되는 제1 광송수신 모듈 지정 정보를 형성한다. 발광 제어부(63a)의 제어에 따라 제1 광송수신 모듈들의 모든 발광부는 동시에 발광될 수 있다.
수광 제어부(63b)는 발광 제어부(63a)로부터 입력된 제1 광송수신 모듈 지정 정보를 입력받고, 제1 광송수신 모듈로 지정된 발광 광송신 모듈의 대응하는 수신 광송수신 모듈 후보(제2 광송수신 모듈 후보)의 광수신 여부를 감지하여 제2 광수신 모듈 정보를 형성한다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따라, 터치 패널(62)과 광송수신 모듈(61)을 PC에 접속하는 것을 도시한다. 이 경우, PC의 CPU(central processing unit)가 도 9a 내지 8c의 제어부(63)로서 역할하고, PC의 휘발성 메모리 소자가 도 9a 내지 8c의 제1 저장부(64)로서 역할할 수 있다. 도 9a 내지 8c의 제2 저장부(65)는 제2 광송수신 모듈 후보를 갱신하는 장치에서는 휘발성 메모리 소자로 구현되고, 장치의 제조시부터 미리 결정된 제2 광송수신 모듈 후보를 저장할 경우에는 비휘발성 메모리 소자로 구현될 수 있다.
도 21은, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 인식 장치의 터치 포인트 인식 방법의 흐름도를 도시한다. 본 방법에 따르면, 터치 포인트 인식 초기화 상태에서 도 17a와 같이 픽셀 터치 정보 테이블(제1 저장부의 모든 저장영역)의 픽셀 터치 정보를 초기 정보(T)로 설정하고(ST11), 발광 순서를 나타내는 변수 n을 초기화시킨다(ST12). 발광되는 광송수신 모듈(제1 광송수신 모듈)이 지정되면 변수 n을 1만큼 증가시킨다(ST13). n 번째 광송수신 모듈의 발광부를 발광시키고(ST14), n 번째 광송수신 모듈을 제외한 모든 광 송수신 모듈의 전부 또는 선택된 일부 광송수신 모듈(제2 광송수신 모듈 후보)의 수광부를 순차적으로 또는 동시에 인에이블시키고, n 번째 광송수신 모듈의 발광부로부터 발광된 광을 수신한 광송수신 모듈의 수광부를 검색한다(ST15). n 번째 광송수신 모듈과 그 광을 수신한 광 송수신 모듈(제2 광송수신 모듈)을 잇는 가상적인 직선을 설정하고(ST16), 가상 직선 상의 픽셀 중 초기 정보를 갖는 픽셀을 선택한다(ST17). 선택된 픽셀의 데이터를 초기 정보에서 언터치 정보로 변경하여 도 17b와 같이 픽셀 터치 정보 테이블을 갱신한다(ST18). 모든 광송수신 모듈의 발광이 수행되었는지 확인되면(ST19), 도 17c와 같이 최종적으로 갱신된 픽셀 터치 정보 테이블에서 데이터가 변경되지 않고 초기정보(T)로 유지된 픽셀을 추출하고(ST20), 도16과 같이 추출된 픽셀로부터 터치 패널 상의 터치 포인트 예컨대, 폐곡선(convex hull)을 인식한다(ST21). 즉, 터치 포인트의 위치를 계산한다.
도 22는, 도 9c의 터치 인식 장치(60C)의 터치 포인트 인식 방법의 일 실시예의 흐름도를 도시한다. 본 방법에 따르면, 터치 포인트 인식 초기화 상태에서 도 17a와 같이 픽셀 터치 정보 테이블(제1 저장부의 모든 영역)의 픽셀 터치 정보를 초기 정보(T)로 설정하고(ST31), 제3 저장부(66)에서 발광되지 않은 즉, 제1 광송수신 모듈로 지정되지 않은 광송수신 모듈을 검색한다(ST32). 검색된 광송수신 모듈 중 적어도 하나를 선택하고, 선택된 광송수신 모듈을 발광 광송수신 모듈(제1 광송수신 모듈)로 지정하고, 제1 광송수신 모듈 지정 정보를 형성하고, 제1 광송수신 모듈 지정 정보를 제3 저장부에 저장한다(ST33). 제1 광송수신 모듈을 발광시킨다(ST34). 제1 광송수신 모듈에 대응하는 제2 광송수신 모듈 후보를 제2 저장부에서 검색하고, 제2 광송수신 모듈 후보의 수광부를 순차적으로 또는 동시에 인에이블시키고, 제1 광송수신 모듈의 발광부로부터 발광된 광을 수신한 제2 광송수신 모듈을 검색한다(ST35). 적어도 하나의 제1 광송수신 모듈과 그 광을 수신한 적어도 하나의 제2 광송수신 모듈을 잇는 가상적인 직선을 설정하고(ST36), 가상 직선 상의 픽셀 중 초기 정보를 갖는 픽셀을 선택한다(ST37). 선택된 픽셀의 데이터를 초기 정보에서 언터치 정보로 변경하여 도 17b와 같이 픽셀 터치 정보 테이블을 갱신한다(ST38). 제3 저장부에서 모든 광송수신 모듈이 제1 광송수신 모듈로 지정되었는지 확인하여 모든 광송수신 모듈의 발광이 수행되었는지 확인되면(ST39), 도 17c와 같이 최종적으로 갱신된 픽셀 터치 정보 테이블에서 데이터가 변경되지 않고 제1 값으로 유지된 픽셀을 추출하고(ST40), 도 17과 같이 추출된 픽셀로써 터치 패널 상의 터치 포인트를 인식한다(ST41). 즉, 터치 포인트의 위치를 계산한다.
한편, 터치 패널의 제1측 및 대향하는 제2측에 위에서 기재한 한 쌍의 광송수신 모듈을 배치하고, 제3측 및 제4측에는 일대일 대응 광발생부 및 광수신부를 배치하여 터치 입력을 인식하는 것도 가능하다. 즉, 광송수신 모듈에서는 하나의 광송수신부의 발광부에서 발광한 광 신호는 맞은편 측면의 복수의 광송수신 모듈의 수광부에서 수신하게 되는 방식이고, 광발생부 및 광수신부에서는 하나의 광발생부에서 발광한 광 신호는 맞은편 측면의 대응하는 하나의 광수신부에서 광 신호를 수신하게 되는 것이다. 이러한 두 방식을 모두 적용한 터치 인식 장치도 가능함은 물론이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것에 불과하고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 적외선 터치 스크린의 적외선 송수신부의 배열을 보이는 개략도이다.
도 2는 도 1의 적외선 송수신부를 이용한 단일 터치 포인트 인식을 설명하기 위한 개략도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 적외선 송수신부를 이용한 다중 터치 포인트 인식예를 보이는 설명도이다.
도 4는 다른 종래 기술에 따라 하나의 발광부에서 발광하고 다수의 수광부에서 수광하여 장애물(즉, 터치 포인트)을 인식하는 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 5는 도 4의 장치에서 수광부와 발광부의 상대적 위치에 따른 신호 강도 변화를 보이는 설명도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광신호를 이용한 터치 인식 장치의 구성을 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 광송수신 모듈의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 터치 패널(62)의 마주보는 양측에만 광송수신 모듈(61)이 배치된 구성을 도시한다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명에 실시예에 따른 터치인식장치의 구성의 개략도들이다.
도 10은 터치 패널의 서로 마주보는 양측에 배치되는 다수의 광송수신 모 듈(61)의 발광부(61a) 및 수광부(61b)의 데이터 라인 구성을 보인다.
도 11은 수광 인에이블 신호들(R_EN_XX1 및 R_EN_XX2)과 발광 인에이블 신호들(E_EN_XX1 및 E_EN_XX2)을 제공하는 제어부(63)의 신호 입출력을 보인다.
도 12는 양방향 버퍼(74HC245), 듀얼(Dual) P-채널(Channel) 증강 모드(Enhancement Mode) FET(Field Effect Transistor)(CEM4953A) 등으로 구현되어 공급전원(Vcc)으로부터 발광신호를 형성하는 것을 도시한다.
도 13 광신호가 LM324 연산 증폭기에 의해 증폭된 후 수광 제어부(63b)에 입력되는 것을 도시한다.
도 14 및 도 15는 광송수신부에서 광신호의 수신 여부에 따라 터치 여부를 판단하는 실시예를 돋시한다.
도 16a 및 도 16b는 본 발명에 따른 터치인식 장치에서 노이즈를 제거하여 정확한 터치 포인트를 인식하기 위한 방안을 도시한다.
도 17a 내지 도 17b는 픽셀 정보 테이블을 이용한 실시예에서 터치 포인트를 인식하는 방안을 도시한다.
도 18a 및 도 18b는 픽셀 정보 테이블을 이용한 실시예에서 노이즈를 제거하여 터치 포인트를 인식하는 방안을 도시한다.
도 19는 발광 광송수신 모듈과 그에 대응하는 광수신 광송수신 모듈의 후보를 보이는 테이블.
도 20는 본 발명의 일 실시예에 따라, 터치 패널(62)과 광송수신 모듈(61)을 PC에 접속하는 것을 도시한다.
도 21는, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 인식 장치의 터치 포인트 인식 방법의 흐름도를 도시한다.
도 22은, 도 9c의 터치 인식 장치(60C)의 터치 포인트 인식 방법의 일 실시예의 흐름도를 도시한다.

Claims (13)

  1. 다수의 픽셀을 포함하는 터치 패널;
    상기 터치 패널 상에 적어도 하나의 쌍으로 배치되고, 발광부 및 수광부를 포함하는 광송수신 모듈이 복수개 구비되는 광송수신부; 및
    상기 복수의 광송수신 모듈의 동작을 제어하고, 상기 광송수신부의 상기 수광부에서의 광 신호 수신 여부를 스캔하여, 상기 수광부의 광 신호 수신 여부에 따라 상기 터치 패널 상의 터치 포인트의 위치를 인식하는 제어부를 포함하되,
    상기 터치 패널의 제1측에 배치되는 광송수신 모듈의 발광부에서 출력하는 광은 상기 터치 패널의 제2측에 배치되는 광수신 모듈의 수광부에서 수신되고, 상기 제2측에 배치되는 광송수신 모듈의 발광부에서 발광되는 광은 상기 제1측에 배치되는 광수신 모듈의 수광부로 수신되며,
    상기 제어부는 상기 제1측 및 상기 제2측의 수광부의 광 신호 수신 여부를 스캔하여, 광 신호를 수신한 수광부와 해당 광 신호를 발광한 발광부 사이에 가상의 직선을 설정하여, 설정된 가상의 직선 상의 픽셀에는 터치되지 않은 영역으로 인식하며,
    상기 제어부는 상기 터치 패널 상에서 터치되지 않은 영역으로 인식된 영역을 제외한 영역을 터치 포인트로 인식하고,
    상기 인식된 터치 포인트를, 상기 제1측으로부터 상기 제2측으로의 방향으로 스캔하여, 상기 제1측으로부터 상기 제2측으로의 방향과 수직인 수직방향의 폭이 가장 큰 지점을 터치 포인트의 중심으로 하여, 상기 터치 포인트의 중심으로부터 상기 제1측 및 상기 제 2측 방향으로의 노이즈를 터치 포인트의 폭 크기의 소정의 비율로 제거하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 터치 인식 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 하나의 터치 감지 영역에서 터치 포인트의 수직 방향의 폭이 가장 큰 지점이 두 개 이상 존재하는 경우 상기 터치된 영역을 적어도 두 개의 터치 포인트로 분리하고, 상기 분리된 터치 포인트 각각을, 상기 제1측으로부터 상기 제2측으로의 방향으로 스캔하여, 상기 제1측으로부터 상기 제2측으로의 방향과 수직인 수직방향의 폭이 가장 큰 지점을 터치 포인트의 중심으로 하여, 상기 터치 포인트의 중심으로부터 상기 제1측 및 상기 제 2측 방향으로의 노이즈를 터치 포인트의 폭 크기의 소정의 비율로 제거하는 것을 특징으로 하는 터치 인식 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 발광부가 순차적으로 또는 소정 패턴에 따라 발광하도록 제어하는 발광 제어부; 및
    상기 발광부에 대응하는 수광부가 상기 발광부로부터 광신호를 수신하도록 제어하는 수광 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광신호를 이용한 터치 인식 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 터치 패널의 다수의 픽셀 각각이 사용자에 의해 터치되었는지 여부에 대한 정보를 저장하기 위한 제1 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광신호를 이용한 터치 인식 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제1 저장부의 상기 정보의 초기값을 설정하고, 상기 발광부와 상기 발광부로부터 출력된 광 신호를 수신한 수광부 간을 잇는 가상적인 직선 상에 존재하는 픽셀에 대앙하는 상기 제1 저장부의 초기값을 변경하는 픽셀 터치 정보 변경부; 및
    상기 제1 저장부의 픽셀에 대한 정보로부터 상기 터치 포인트의 위치를 계산하는 터치포인트 정보 형성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광신호를 이용한 터치 인식 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 광송수신 모듈 각각의 발광부에 대응되는 적어도 하나 이상의 수광부를 식별하는 정보를 저장하기 위한 제2 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광신호를 이용한 터치 인식 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 광송수신 모듈 각각의 발광부 및 수광부는 상하로 중첩하여 배치되는 것을 특징으로 하는 광신호를 이용한 터치 인식 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 광송수신 모듈 각각의 발광부 및 수광부는 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광신호를 이용한 터치 인식 장치.
  11. 터치 패널을 구성하는 각각의 픽셀에 대하여, 터치 영역 값을 부여하여 저장하는 단계;
    터치 패널의 제1측 및 대향하는 제2측에 각각 배치된 발광부에서 출력한 광신호를 상기 발광부에 대응하도록 제1측 및 대향하는 제2측에 각각 배치된 수광부에서 수신하는 단계;
    상기 각각의 수광부에서 광신호를 수신한 경우, 수신한 광신호를 출력한 발광부 및 수신한 수광부를 직선으로 연결한 영역에 해당하는 픽셀은 터치되지 아니한 영역 값으로 변경하는 단계;
    상기 터치되지 아니한 영역 값으로 변경된 영역을 제외한 픽셀을 터치 포인트로 인식하는 단계; 및
    상기 인식된 터치 포인트를, 상기 제1측으로부터 상기 제2측으로의 방향으로 스캔하여, 상기 제1측으로부터 상기 제2측으로의 방향과 수직인 수직방향의 폭이 가장 큰 지점을 터치 포인트의 중심으로 하여, 상기 터치 포인트의 중심으로부터 상기 제1측 및 상기 제 2측 방향으로의 노이즈를 터치 포인트의 폭 크기의 소정의 비율로 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광신호를 이용한 터치 인식 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
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