KR101109834B1 - 감지 모듈과 이를 구비한 광학 감지 시스템 - Google Patents

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Abstract

광학 감지 시스템 및 그 모듈이 개시된다. 광학 감지 시스템은 감지 영역에 접촉하는 대상물의 위치를 결정하기 위해 사용된다.

Description

감지 모듈과 이를 구비한 광학 감지 시스템{A DETECTION MODULE AND AN OPTICAL DETECTION SYSTEM COMPRISING THE SAME}
본 발명은 감지 모듈과 이를 구비한 광학 감지 시스템에 관한 것이다.
최근 광학 감지 시스템들이 컴퓨팅 장치들을 위한 입력 수단으로 종종 채용되고 있다. 종래에는 다수의 이미지 및/또는 광학 감지기들이 디스플레이 스크린과 같은 감지 영역 주변에 배치되었다.
예를 들어, 미국 특허 번호 7,414,617에 개시된 좌표 입력 장치(coordinate input device)는 모니터의 디스플레이 스크린의 상 좌측 위치와 하 우측 위치에 쌍으로 배치된 카메라들을 포함하며, 시야에 있는 대상물(object)을 포착하기 위한 소정의 데스크 탑 좌표 감지 영역과 디스플레이 스크린 상의 위치에 접촉한 대상물의 양측 면을 모두 담을 수 있다. 디스플레이 스크린 상의 대상물의 접촉 위치는 상기 한 쌍의 카메라로부터 출력된 비디오 신호들에 근거하여 산출된다.
미국 특허 번호 7,538,759는 복수 개의 제1 광원이 디스플레이 스크린의 일 측 모서리를 따라 배치되고 세 개의 리플렉터(reflector)들이 상기 디스플레이 스크린의 나머지 세 측 모서리에 각각 고정된 터치 스크린 시스템을 제공한다. 예를 들면 손가락 또는 스타일러스와 같은 대상물이 디스플레이 스크린을 터치하면 두 개의 감지기(detector)가 반사된 빛의 변화를 감지할 수 있다. 유사한 접근 방식이 타이완 특허 번호 496,965에 의해 제공되는데, 복잡한 광 방출 유닛을 채용한 광 감지 장치, 디스플레이 스크린의 일 측 모서리를 따라 배치된 이미지 감지 유닛과 상기 디스플레이 스크린의 나머지 세 측 모서리에 각각 고정된 세 개의 리플렉터가 개시된다.
상술한 예에서, 디스플레이 스크린의 네 개의 모서리에는 카메라, 광학 감지기, 광학 렌즈 또는 리플렉터가 장착된다. 다시 말해, 종래 기술에서 제안된 광학 감지 장치의 구조는 복잡하며 이에 다라 제조나 유지 비용이 비싸다. 따라서, 기술 분야에서 컴퓨터 입력 시스템의 일부로 구현하기 위한 보다 사용이 쉽고 경제적인 향상된 광학 감지 장치의 필요성이 존재한다.
구조가 간단하고 대상물을 상당히 효율적으로 감지할 수 있는 광학 감지 시스템/모듈을 제공한다.
독자의 기본적인 이해를 위해 공개의 간단한 요약이 제공된다. 이 요약은 공개의 전체적인 조망은 아니며 본 발명의 범위를 상세히 기술하거나 본 발명의 초점/중요한 요소들을 확정하는 것은 아니다. 단지 이하 제공되는 보다 상세한 설명을 위한 서문으로서 간단한 형식으로 여기 개시된 몇몇 개념을 제공하기 위한 목적이다.
일 측면에 따르면 본 발명은 광학 감지 시스템에 사용되는 모듈에 관한 것이며, 이는 감지 영역 내의 대상물을 감지하는데 사용될 수 있다. 종래의 광학 감지 시스템과 비교하면 여기 제공되는 모듈은 구조가 간단하고 대상물을 상당히 효율적으로 감지할 수 있다.
본 발명에 따르면 광학 감지 시스템에 사용되는 모듈은 제1 광-발생 유닛과 감지 유닛을 포함한다. 제1 광-발생 유닛은 제1 광원과 제1 광-전환 렌즈를 포함한다. 제1 광원은 제1 평행 광 빔을 방사할 수 있다. 제1 광-전환 렌즈는 제1 평행 광 빔을 감지 영역에 입사하는 제1 광시트로 전환한다. 대상물이 상기 감지 영역 내에 있으면, 대상물은 제1 광시트의 일부를 차단하고 반사하여 제1 반사광을 생성할 수 있다. 감지 유닛은 감지기와 가이딩 렌즈를 포함한다. 가이딩 렌즈는 제1 반사광을 수용하고 유도하며, 감지기는 제1 반사광 빔을 가이딩 렌즈를 통해 수용하여 감지기 상에 대상물의 이미지를 형성한다.
다른 실시예에서, 모듈은 적어도 하나의 제2 광-발생 유닛을 포함한다. 제2 광-발생 유닛은 제2 광원과 제2 광-전환 렌즈를 포함한다. 제2 광원은 제2 평행광 빔을 방사할 수 있다. 제2 광-전환 렌즈는 제2 평행광빔을 감지 영역으로 입사되는 제2 광시트로 변환한다. 이경우, 대상물이 상기 감지 영역 내에 있으면, 대상물은 제1 광시트의 일부와 제2 광시트의 일부를 차단하고 반사하여 제1 반사광과 제2 반사광을 각각 생성한다. 감지기는 가이딩 렌즈를 통과한 제1 및 제2 반사 광을 수용하여, 감지기 상에 대상물의 이미지를 형성한다. 부가적 실시예에서, 두개 또는 그 이상의 광-발생 유닛이 모듈에 채용되며 이에 따라 감지 유닛에 의해 감지된 반사광의 강도가 더 증가할 수 있다. 따라서, 감지 정확도는 향상된다.
여기 제공된 실시예에서 사용되는 상기 각 제1 및 제2 광-전환 렌즈는 선-발생 렌즈(line-generating lens) 또는 원통형 렌즈(cylindrical lens)이다.
제공된 실시예에서 사용되는 상기 가이딩 렌즈는 볼록 렌즈 또는 복합 렌즈 어셈블리이다.
제공된 실시예에서 사용되는 상기 제1 및/또는 제2 광원 각각은 적외선 레이저 다이오드와 평행 렌즈를 포함한다. 상기 제1 및/또는 제2 광원이 적외선 레이저 다이오드를 포함하면, 감지 유닛은 부가적으로 가시광을 필터링하기 위한 적외선 장파 필터를 더 포함할 수 있다.
제공된 실시예에서 사용된 감지기는 선형 센서이다. 예를 들면, 선형 센서는 선형 상보 금속 산화 반도체 센서(linear CMOS), 선형 전하 결합 소자(linear CCD) 또는 위치-센싱 감지기일 수 있다. .
다른 양상에 따르면, 본 발명은 상술된 관점에서 제공된 모듈을 채용하는 광학 감지 시스템에 관한 것이다.
광학 감지 시스템은 감지 영역 내의 대상물의 터치 위치를 감지하는데 사용될 수 있다. 종래의 광학 감지 시스템과 비교하면 여기에서 제공된 광학 감지 시스템은 간단한 구조를 가지면서도 대상물의 터치 위치를 효율적으로 감지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광학 감지 시스템은 이상 기재된 두개의 모듈과 프로세서를 포함한다. 두 모듈 각각은 소정 거리 서로 이격되고 상기 감지 영역을 향해 각각 조향된다. 프로세싱 유닛은 상기 대상물과 상기 각 모듈 사이에 각각 형성된 두개의 끼인각과 상기 두 모듈 사이의 상기 거리에 기초하여 삼각법에 의해 상기 대상물의 감지 영역에서의 터치 위치를 결정하기 위해 동작한다.
다른 실시예에서, 광학 감지 시스템에 사용되는 두 모듈은 적어도 하나의 제2 광-발생 유닛을 각각 더 포함할 수 있다. 제2 광-발생 유닛은 제2 광원과 제2 광-전환 렌즈를 포함한다. 제2 광원은 제2 평행 광 빔을 방사할 수 있다. 제2 광-전환 렌즈는 제2 평행광 빔을 감지 영역으로 입사하는 제2 광 시트로 전환한다. 이경우, 대상물이 감지 영역 내에 위치하면 대상물은 제1 광시트와 제2 광시트의 일부를 차단하고 반사하여 제1 반사광과 제2 반사광을 생성할 수 있다. 가이딩 렌즈는 제1 및 제2 반사광을 수용하고, 감지기는 가이딩 렌즈를 통과하는 제1 및 제2 반사광을 수용하여 감지기 상에 대상물의 이미지를 형성한다. 이러한 부가적 실시예에서, 두개 또는 그 이상의 광-발생 유닛이 모듈에 채용되어 감지 유닛에 의해 감지된 반사광의 강도를 더 증가시킬 수 있다. 따라서, 감지의 정확도는 향상될 수 있다. 바람직하게는, 이러한 부가 감지 시스템은 대형 감지 영역이 요구되는 응용에서 사용될 수 있다.
본 실시예에서 제공하는 광학 감지 모듈/시스템은, 감지 영역이 디스플레이 스크린의 디스플레이 영역 내에 있도록 상기 디스플레이 스크린의 주변에 인접하여 탈착가능하게 설치되거나 통합될 수 있다. 예를 들면, 부가적 배치로서, 제공된 모듈/시스템은 디스플레이 스크린의 일측 모서리에 탈착가능하게 설치되거나 통합된다.
제공된 실시예에서 사용되는 제1 및/또는 제2 광원 각각은 적외선 레이저 다이오드와 평행 렌즈를 포함한다. 제1 및/또는 제2 광원이 적외선 레이저 다이오드를 포함하면 감지 유닛은 가시광을 필터링하기 위한 적외선 장파 필터를 부가적으로 더 포함할 수 있다.
본 발명의 원리와 사상에 따르면, 각 광학 감지 시스템은 두개의 모듈을 포함하여야 한다. 각 모듈에 채용된 광-발생 유닛의 개수는 요구되는 감지 영역의 크기에 좌우된다. 일 예로, 광학 감지 시스템은 단 하나의 광-발생 유닛을 채용하는 두개의 모듈을 가질 수 있고, 이러한 시스템은 길이가 30인치 이하의 대각선 길이를 갖는 디스플레이 스크린과 함께 사용하기에 적합하다. 다른 예에서, 광학 감지 시스템의 두개의 모듈 각각은 적어도 두개의 광-발생 유닛을 채용할 수 있고, 이러한 시스템은 길이가 대각선 길이가 적어도 30인치인 디스플레이 스크린과 함께 사용하기에 적합하다
중요한 특징은 첨부된 도면과 함께 다음의 상세한 설명을 참조하면 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
이상 제공된 광학 감지 모듈과 이를 포함하는 광학 감지 시스템을 개시한다. 광학 감지 모듈/시스템은 감지 영역을 터치하는 대상물의 터치 위치를 감지하고 결정하는데 사용된다. 종래의 광학 감지 시스템과 비교하면, 여기 제공된 광학 감지 모듈/시스템은 구조가 덜 복잡하다. 또한 (디스플레이 스크린)과 같은 물품을 입력 장치로 전환하기 위해 광학 감지 시스템을 채용하기 보다 쉽고 보다 경제적이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 감지 영역의 근방(proximity)에 배치된 두 개의 모듈을 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치-신호 다이어그램과 대상물을 감지하는 모듈의 개략도이다.
도 3은 감지 영역 내의 대상물과 광학 감지 시스템에 형성된 대상물의 이미지를 도시하는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 다라 랩톱 상에 탈착 가능하게 설치된 광학 감지 시스템을 도시한 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실싱예에 따라 디스플레이 스크린에 인접하여 탈착 가능하게 설치된 광학 감지 시스템을 도시한 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 디스플레이 스크린의 모서리에 통합시킨 광학 감지 시스템/모듈을 도시한 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 디스플레이 스크린의 네 개의 모서리에 탈착 가능하게 설치된 광학 감지 시스템/모듈을 도시한 개략도이다.
첨부된 도면과 관련하여 이하 제공되는 상세한 설명은 본 예를 설명하기 위한 것으로서 본 예의 고정된 구조 또는 사용 방식을 나타내는 것은 아니다. 본 실시 예는 예의 기능들과 예의 구조 및 동작을 위한 일련의 단계들을 설명하기 위한 것이다. 그러나, 동일하거나 균등한 기능과 단계들이 다른 예들에 의해 성취될 수도 있다.
가능한, 첨부된 도면에서 동일한 참조번호는 동일한 부분을 지칭한다.
일 양상에 따르면, 본 발명은 디스플레이 스크린에 구현되는 광학 감지 시스템에 관한 것이다. 광학 감지 시스템은 대상물(사용자의 손가락 또는 스타일러스와 같은)의 터치 위치를 결정하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 원리와 사상에 따르면, 여기 제공된 모듈은 디스플레이 스크린 상에서 대상물의 터치 위치를 결정하기 위한 광학 감지 시스템에 사용될 수 있다. 각 모듈은 제1 광-발생 유닛과 감지 유닛을 포함한다. 일반적으로, 대상물이 감지 영역, 예를 들어 디스플레이 면 또는 디스플레이 스크린 내부의 감지 영역을 터치하면, 대상물의 좌표를 결정하기 위해 두개의 모듈이 필요하다. 상기 모듈들에 더해, 좌표 데이터를 처리하고 감지 영역 상의 대상물의 터치 위치를 결정하기 위해 프로세싱 유닛이 필요하다.
도 1 내지 3은 여기 제공된 광학 감지 시스템 및/또는 모듈의 구조와 작동 원리를 도시하기 위한 참조로서 제공된다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 감지 영역의 근방에 배치된 두 개의 모듈을 도시한 개략도이다. 도 2는 본 발명의 일 실이예에 따라 대상물을 감지하는 모듈의 개략도와 위치-신호 다이어그램을 도시한다. 도 3은 감지 영역 내의 대상물과 광학 감지 시스템에 형성된 대상물의 이미지를 도시한 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 각 모듈들(100a, 100b)은 감지 영역(202)의 각 상측 코너에 배치된다. 또한, 모듈들(100a, 100b)은 감지 영역의 방향(도 1에 도시된 점선 화살표에 의해 지시되는 방향)으로 각각 조향되도록 한다. 본 명세서에서, "감지 영역을 향해 조향되다"는 용어는 각 모듈의 제1 광-발생 유닛이 제1 광 시트(sheet of light)를 감지 영역을 향해 방사하도록 작동하고 각 모듈의 감지 유닛은 반사된 광을 감지 영역으로부터 감지하도록 동작한다는 의미이다.
본 발명의 일 실시예에서, 제1 광-발생 유닛 각각은 제1 광원(102a 또는 102b)와 제1 광-전환(light-converting) 렌즈(104a 또는 104b)를 각각 포함한다.
제1 광원 (102a, 102b) 각각은 고 방향성을 갖는 제1 평행 광 빔(collimated light beam)을 방사하도록 동작한다. 예를 들어, 적절한 제1 광 원은 대략 780, 808 또는 850 nm의 파장을 갖는 레이저 광을 방사할 수 있는 적외선 레이저 다이오드와 같은 레이저 광원을 포함할 수 있다. 일반적으로, 레이저 다이오드에 의해 방사된 레이저 빔은 큰 발산 각(divergence angle)을 갖는다. 따라서, 제1 광원 (102a, 102b)은 레이저 광원과 함께 평행 렌즈를 더 포함할 수 있다.
제1 광-전환 렌즈들(104a, 104b) 각각은 대응하는 제1 광원(102a, 102b)의 광 경로(optical path) 상에 배치되어 있다. 예를 들면, 광 전환 렌즈들은 광원의 전방에 배치될 수 있다. 또한, 제1 광-전환 렌즈들과 제1 광원은 제1 평행 광 빔을 감지 영역(202)으로 입사하는 제1 광 시트로 변환하도록 공동으로 작동할 수 있다. 평행 광 빔을 광 시트로 변환 할 수 있는 모든 렌즈들이 제1 광-전환 렌즈들(104a, 104b)로서 사용될 수 있다. 예를 들면, 제한 없이, 제1 광-전환 렌즈들(104a, 104b)은 원통형 렌즈(cylindrical lens)와 같은 선-발생 렌즈(line-generating lens)일 수 있다.
부가적으로, 선-발생 렌즈는 회전(rotate 또는 swivel)하여 제1 광 시트가 감지 영역을 가능한 빈틈없이 통과하도록 할 수 있다.
부가적인 실시예에서, 모듈들(100a, 100b) 각각은 광 실드(light shield)(110a, 110b)를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 광 실드(110a)는 제1 광원(102a)에 의해 방사되는 광이 모듈(100b)의 감지 유닛(105b)으로 입사하는 것을 막도록 동작하는 반면에 광 실드(110b)는 제1 광원(102a)에 의해 방사되는 광이 모듈(100a)의 감지 유닛(105a)으로 입사하는 것을 막도록 동작한다. 일반적으로, 상기 언급된 목적은 일 모듈의 광 실드를 타 모듈의 광-발생 모듈에 따라 적절하게 구조화하여 달성될 수 있다.
일반적으로, 제1 광-발생 유닛에 의해 방사되는 광 시트 판의 고도(elevation)는 감지 영역(202)의 표면에 대해 약간 상향이며 실질적으로 평행하다. 본 발명의 원리와 사상에 따르면, 감지 영역(202)은 디스플레이 스크린의 디스플레이 면으로 될 수 있다. 따라서, 대상물(손가락 같은)이 감지 영역(202)(디스플레이 스크린의 디스플레이 면과 같은)의 표면에 접촉하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 대상물은 제1 광 시트의 일부를 차단하고 반사하여 제1 반사 광을 발생할 수 있다.
도 1을 다시 참조한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 각 감지 유닛은 가이딩 렌즈(106a, 106b)와 감지기(detector)(108a, 108b)를 포함할 수 있다.
각 가이딩 렌즈들(106a, 106b)은 제1 반사 광을 각각의 감지기들(108a, 108b)로 수용하고 인도하도록 구성된다. 일반적으로, 가이딩 렌즈(106a, 106b)는 감지기(108a, 108b)의 광 경로의 전방에 배치된다. 이에 따라, 각 감지기(108a, 108b)는 각 가이딩 렌즈(106a, 106b)에 의해 가이드된 제1 반사광을 수용하고 각 감지기(108a, 108b) 상에 대상물의 이미지를 각각 형성하도록 동작한다.
감지기로 반사 광을 가이딩하여 감지기 상에 대상물의 이미지를 형성할 수 있는 광학 렌즈는 가이딩 렌즈(106a, 106b)로서 사용될 수 있으며, 예로서 단일 볼록 렌즈와 복합 렌즈 어셈블리를 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 복합 렌즈 어셈블리는 열 또는 배열(array)로서 배치된 복수의 렌즈들을 포함한다. 예를 들어, 복합 렌즈 어셈블리는 복수의 열 또는 배열로서 배치된 볼록 렌즈들을 포함하거나; 또는, 복합 렌즈 어셈블리가 반사 광을 유도하여 감지기 상에 대상물의 이미지를 형성하도록 할 수 있는 한, 복합 렌즈 어셈블리는 열 또는 배열로서 배치된 적어도 하나의 볼록 렌즈와 적어도 하나의 오목 렌즈를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서, 가이딩 렌즈는 단일 볼록 렌즈이다.
일반적으로, 1차원 위치 신호를 감지할 수 있는 장치는 여기 기재된 감지기로서 사용될 수 있고, 예로서 선형 상보 금속 산화 반도체(linear CMOS) 센서, 선형 전하 결합 소자 (linear CCN) 및 광학 위치-센싱 감지기를 포함하나 이에 제한되지는 않는다.
또는, 각 감지 유닛은 가시광을 필터링하기 위한 적외선 장파 대역 필터(infrared long pass filter)를 더 포함하여 가시광이 감지기에 입사되지 않도록 할 수 있다. 특히, 적외선 장파 대역 필터는 750nm 보다 짧은 파장을 갖는 가시광을 필터링하면서 이를 통과하는 적어도 750nm의 파장을 갖는 적외선을 허용할 수 있다.
예를 들어, 일 실시예에서, 각 광원(102a, 102b)은 850nm 적외선 레이저 다이오드와 평행 렌즈(collimating lens)를 포함할 수 있고, 감지 유닛은 적외선 장파 대역 필터를 더 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 감지기(108a, 108b)는 주변 가시광에 기인한 간섭을 받는 일이 적을 것이고 광학 감지 시스템의 감지 효율을 향상시킨다.
적외선 장파 대역 필터는 감지기(108a, 108b)의 광-입사 면(가이딩 렌즈와 마주하는 면)에 필름으로서 부가적으로 코팅이 되어 있을 수 있다; 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 또는, 적외선 장파 대역 필터는 필름의 형태일 수 있고, 광-입사 면(감지 영역을 마주하는 면) 또는 가이딩 렌즈의 광-방사 면(감지기를 마주하는 면)에 배치되어 있을 수 있다. 또는, 적외선 자파 대역 필터는 분리된 장치 (예를 들면 광학 필터와 같은)의 형태일 수 있고 가이딩 렌즈의 광-입사 면의 정면에 또는 가이딩 렌즈와 감지기 사이에 배치될 수 있다.
도 2를 참고로 하여, 모듈(100b)을 예로 들면, 가이딩 렌즈(106b)와 감지기(108b)는 반사된 빛을 사용하여 감지기(108b) 상에 이미지를 형성하기 위해 공동으로 작용할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 두 개의 손가락이 감지 영역을 터치하면, 감지기(108b), 즉 본 예에서와 같은 선형 센서(linear sensor)는 이러한 두 개의 손가락에 의해 발생한 반사 광을 나타내는 신호를 감지할 수 있고, 따라서 손가락의 이미지가 감지기(108b) 상에 형성된다. 신호-위치 다이어그램을 참조하면, Y 축은 신호의 강도를 나타내고 X 축은 감지기 상의 대응 위치를 나타낸다. 제한이 아닌 예로서, 도 2의 신호-위치 다이어그램은 감지 영역을 터치하는 두 개의 손가락 끝이 있음을 나타낸다. 신호-위치 다이어그램에 구현된 정보는 프로세싱 유닛에 의해 위치 신호로서 사용될 수 있다.
본 실시예에서, 광학 감지 시스템은 상기 두 개의 모듈과 통신하는 프로세싱 유닛(도 1에 미도시)을 더 포함할 수 있다. 프로세싱 유닛은 삼각법에 의해 감지 영역 내의 대상물의 터치 위치를 결정하도록 동작한다. 일반적으로, 프로세싱 유닛은 감지기(108a, 108b)에 의해 제공된 위치 신호를 수용하도록 동작하여야 한다. 따라서, 프로세싱 유닛은 상기 두 개의 모듈과 통신 가능하도록 연결되어야 한다. 이러한 연결은 유선 연결, 무선 연결 또는 이들의 혼합일 수 있다. 또한, 프로세싱 유닛은 상기 두 개의 모듈과 통합되어 하나의 장치를 제공하거나 별개로 구성될 수 있다.
예를 들어, 프로세싱 유닛이 두 개의 모듈로부터 별개로 배치된 경우 프로세싱 유닛은 적외선, 블루투스 등과 같은 무선 통신 기술을 채용하여 모듈과 통신 연결을 수행할 수 있다; 또는, 프로세싱 유닛은 병렬 포트, 유니버설 시리얼 버스(Universal serial bus: USB) 또는 무선 통신 기술을 통해 모듈과 연결할 수 있다. 프로세싱 유닛과 두 개의 모듈이 하나의 장치로 통합된 경우, 두 개의 모듈은 병렬 포트, 유니버설 시리얼 버스(USB) 또는 타 적절한 연결 수단을 통해 프로세싱 유닛과 연결할 수 있다.
도 3을 참조하여 삼각법에 의해 대상물의 터치 위치를 결정하기 위해 프로세싱 유닛에 의해 채용된 원리를 더 설명한다.
본 명세서에서, 각 가이딩 렌즈(106a, 106b)의 중심은 기준점(115a, 115b)으로 사용된다. 동작시, 광학 감지 유닛의 두 개의 모듈은 알려진 위치에 배치되어 있으므로 두 개의 기준점 사이의 거리(직선(125)의 길이: S)를 알아낼 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 대상물(300)은 감지 영역을 터치하고, 두 개의 모듈의 광-발생 유닛(미도시)에서 발생된 제1 및 제2 광 시트의 일부를 차단하여 반사광(120a, 120b)으로 각각 반사시킨다. 반사 광(120a, 120b)은 각각 가이딩 렌즈(106a, 106b) 중 하나를 각각 통과하여, 해당 감지기(108a, 108b) 상에 이미지(300'a, 300'b)를 형성한다.
도 3에 따르면, 각 가이딩 렌즈(106a, 106b)는 축(axis)(130a, 130b)을 갖고, 축(130a, 130b)과 직선(125) 사이에 끼인각(θ1, θ2)이 형성된다. 두 개의 모듈은 알려진 위치에 위치하므로 끼인각(θ1, θ2)을 알아낼 수 있다.
또한, 감지기(108a, 108b) 상에 이미지(300'a, 300'b)가 형성된다. 감지기(108a, 108b) 상에 형성된 이미지(300'a, 300'b)는 감지기(108a, 108b)의 교차점과 축(130a, 130b)으로부터 거리 (ΔL1,ΔL2) 만큼 떨어진 위치에 형성될 수 있다. 거리(ΔL1,ΔL2)는 감지 영역에서 대상물(300)의 터치 위치에 따라 가변될 수 있다. 프로세싱 유닛은 감지기 상에 형성된 이미지(300'a, 300'b)의 위치에 기초하여 거리(ΔL1,ΔL2)를 알아낼 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, F는 가이딩 렌즈(106a, 106b)의 초점거리(focal length)이다. 이 경우, 가이딩 렌즈(106a, 106b)의 초점거리(F)는 감지기(108a, 108b)로부터 기준점(115a, 115b)의 수직 거리(perpendicular distance)이다.
또한, 끼인각 (Δθ1, Δθ2)은 반사광(120a, 120b)과 축(130a, 130b) 사이에 형성되고, 끼인각 (α)은 두 개의 반사광(120a, 120b) 사이에 형성되며, 끼인각 (β1,β2)는 반사광(120a, 120b)과 직선(125) 사이에 형성된다. 상기 끼인각 (Δθ1, Δθ2, α,β1 및 β2)는 감지 영역 내에서 대상물(300)의 터치 위치에 따라 또한 가변한다. 프로세싱 유닛은 수학식(1)으로부터 Δθ1 과 Δθ2을 산출할 수 있다.
Figure 112010009727134-pat00001
그리고, 프로세싱 유닛은 수학식 2로부터 βn을 산출할 수 있다.
Figure 112010009727134-pat00002
그리고 프로세싱 유닛은 β1,β2 및 S에 근거하여 감지 영역 내에서 대상물(300)의 좌표(터치 위치)를 결정할 수 있다.
여기 기재된 프로세싱 유닛은 상술한 계산 과정을 수행할 수 있는 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 혼합으로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 감지 영역 내의 대상물의 터치 위치를 결정하기 위해 적절한 소프트 웨어와 연계하여 컴퓨터 내에 설된 중앙 처리 장치(CPU)로 구현되어 계산을 시행할 수 있다.
본 발명의 원리와 사상에 따르면, 여기 개시된 광학 감지 시스템/모듈은 감지 영역 내의 대상물의 터치 위치를 감지하기 위해 사용될 수 있다. 일반적으로, 감지 영역은 디스플레이 스크린의 디스플레이 면 상에 위치하여 통상의 디스플레이 스크린을 터치-입력 기능을 갖는 스크린으로 전환한다. 바람직하게는, 감지 영역은 디스플레이 스크린의 디스플레이 범위를 가능한 모두 포함해야 한다. 여기 기재된 디스플레이 스크린은 개인 컴퓨터 (PCs), 랩톱, 타블렛 PC의 디스플레이에 한정되지 않는다; 오히려 디스플레이 스크린의 예는 TV 스크린 (CRT TV 스크린, LC TV 스크린, 플라즈마 TV 스크린과 같은)과 프로젝션 스크린을 포함하며 이에 제한되지 않는다. 또한 감지 영역은 타 물품(article)에 적용되어 이러한 물품을 터치-입력 기능을 갖는 장치로 전환할 수 있다. 예를 들어, 물품이 특정 기능 또는 명령(command)으로 지정/결부된 적어도 하나의 영역을 갖도록 구성되면, 여기 제공된 광학 감지 시스템과 연계하여 사용함으로써 상기 물품은 명령을 입력하거나 기능을 시작할 수 있는 장치로 전환될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 다르면, 광학 감지 시스템/모듈은 디스플레이 스크린의 근방에 인접하여 통합되거나 탈착가능하게 결합되어 각 모듈의 감지 영역이 디스플레이 스크린의 디스플레이 영역 내에 있도록 한다. 본 명세서에서 "스크린 근방"이라는 용어는 디스플레이 스크린의 모서리에 직접 접촉하거나 근접한(그러나 접촉할 필요는 없음) 위치를 말한다. 예를들어, 모듈은 디스플레이 스크린의 적어도 일측 모서리에 통합되어 또는 탈착 가능하게 장착될 수 있다. 바람직하게는, 두 개의 모듈이 디스플레이 스크린의 일측 모서리의 두 말단에 각각 배치되어 디스플레이 스크린의 디스플레이 범위를 가능한 포함하도록 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 랩톱(410)에 탈착가능하게 설치된 광학 감지 시스템(400)을 도시한 개략도이다.
본 예에서, 광학 감지 시스템(400)은 본 발명의 상술한 양상/실시예에 따른 두 개의 모듈(도 4에는 미도시)을 포함한다. 상기 두 개의 모듈은 하우징(402)에 배치된다. 또한, 광학 감지 시스템은 프로세싱 유닛(도 4에는 미도시)을 포함한다. 프로세싱 유닛은 하우징(402)에 통합될 수 있다; 또는, CPU가 내부에 탑재된 랩톱(410)이, 프로세싱 유닛을 이식(implant)하기 위한 적절한 어플리케이션 소프트웨어와 함께 사용될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 광학 감지 시스템(400)의 하우징(402)은 두 모듈의 감지 영역이 디스플레이(412)의 디스플레이 범위를 가능한 빈틈없이 포함하는 방식으로 랩톱(410)의 디스플레이(412)의 상측 모서리에 탈착 가능하게 장착된다. 또는, 하우징(402)은 디스플레이(412)의 상측 모서리가 아닌 다른 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 하우징(402)은 두 모듈의 감지 영역이 적어도 디스플레이(412)의 디스플레이 범위를 포함하는 한 디스플레이(412)의 적어도 하나의 타 모서리에 배치될 수 있다.
광학 감지 시스템(400)은 연결선(connecting wire)(404)을 더 포함할 수 있다. USB 어댑터와 같은, 컨넥터(404a)가 연결선(404)의 일 말단에 배치된다. 컨넥터(404a)는 랩톱(410)에 배치된 해당 슬롯에 맞출 수 있다. 연결선(404)의 타 말단은 하우징(402) 내의 소자(도 1에 도시된 소자들과 같은)와 전기적으로 결합될 수 있다. 이와 같이, 연결선(404)은 랩톱(410)으로부터 광학 감지 시스쳄(400)으로 전력(전기)을 제공하고 광학 감지 시스템(400)으로부터 랩톱(410)의 CPU로 신호(또는 계산 결과에 따른 데이터)를 제공한다.
이상 기술된 연결선(404)은 전력과 신호 모두를 전달하는데 사용될 수 있으나 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 광학 감지 시스템(400)은 외부 전력 공급(power supply)으로 연결되는 추가 전력선(도 4에 미도시)을 가질 수 있다. 또는, 하우징은 광학 감지 시스템(400)에 전력공급을 위해 배치된 배터리(도 4에 미도시)를 가질 수 있다. 배터리의 예로는 알카라인 배터리, 2차 배터리(secondary battery) 및 솔라셀(solar cells)을 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 이경우, 연결선(404)은 단지 신호를 전송하는데 사용된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 디스플레이 스크린(512)에 인접하여 탈착가능하게 설치된 광학 감지 시스템(500)을 도시한 개략도이다.
광학 감지 시스템(500)은 이상 기술된 광학 감지 시스템(400)과 설명은 반복하지 않는다.
도 5에 도시된 바와 같이, 광학 감지 시스템(500)의 하우징(502)은 하우징(502) 내에 배치된 두 모듈(도 5에 미도시)의 감지 영역이 디스플레이(512)의 디스플레이 범위를 가능한 빠짐없이 포함하도록 PC(510)의 디스플레이(512)의 상측 모서리 위에 탈착가능하게(제거가능하게) 설치된다. 그러나, 하우징(502)은 디스플레이(512)의 상측 모서리 위가 아닌 다른 위치에 설치될 수 있다. 예를 들어, 하우징(502)은 두 모듈의 감지 영역이 디스플레이(512)의 디스플레이 범위의 적어도 일부를 포함할 수 있는 한 디스플레이(512)의 타측 모서리에 인접하게 설치될 수 있다.
본 예에 따르면, 도 5에 도시된 바와 같이, 하우징은 하부 지지대(underlying support)에 의해 랩톱과 같은 고정면에 설치된다. 광학 감지 시스템(500)은 하우징(502)과 지지대(506)를 적절하게 설계하여 다양한 크기를 갖는 디스플레이와 함께 사용되도록 적응될 수 있다. 예를 들어, 지지대(506)는 하우징(502)이 다양한 높이로 배치될 수 있도록 적응적(adjustable) 지지대로서 부가적으로 설계될 수 있다. 또는, 하우징(502)은 하우징(502)의 두 말단사이의 거리가 다양한 크기를 갖는 디스플레이에 맞출 수 있도록 텔레스코픽(telescopic) 하우징으로 부가적으로 설계될 수 있다. 광학 감지 시스템(500)은 하우징(502)과 PC(510)를 전기적으로 결합하기 위한 연결선(504)을 더 포함할 수 있다
본 발명의 원리와 사상에 따르면, 여기 제공된 광학 감지 시스템의 감지 영역의 크기(dimension)에 대한 특별한 제한은 없다. 특히, 감지 영역의 크기는 두 모듈의 설치 각도와 위치를 적절히 배치함에 따라 조정될 수 있다.
이론적으로, 여기 제공된 광학 감지시스템은 대형 디스플레이 스크린에 적용하려고 할 때 감지 효율은 제1 광원의 광도를 증가시킴으로써 유지할 수 있다. 구현 및 시뮬레이션에 따르면 이상 기술된 광학 감지 시스템/모듈은 감지 영역의 대각선 길이가 30인치 이하일 때 감지 영역(디스플레이 스크린) 내의 대상물의 터치 위치를 효과적으로 감지할 수 있다. 반대로, 감지 영역의 대각선 길이가 30 인치보다 크면 감지 영역(디스플레이 스크린) 내의 대상물의 터치위치를 감지하는데 덜 효과적이다. 후자의 경우, 반사광의 신호 균일성(uniformity) 또는 세기는 후자에 비해 낮다.
본 발명의 실시예들은 대형 감지 영역을 갖는 광학 감지 시스템/모듈을 제공한다. 이러한 광학 감지 시스템/모듈은 대형 디스플레이 영역을 갖는 디스플레이 스크린에 적절하게 적용할 수 있다.
실시예들에서, 각 모듈은 제1 광-발생 유닛, 적어도 하나의 광-발생유닛과 감지 유닛을 더 포함할 수 있다. 제1 광-발생 유닛과 감지 유닛은 도 1 내지 도 3과 연계하여 이상 기술된 제1 광-발생 유닛(101a, 101b)과 유사하다. 또한, 본 실시예의 제1 광-발생 유닛과 감지 유닛은 상술된 부가적 실시예에서 기술된 소자들을 부가적으로 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 모듈은 광 실드(shield) 또는 적외선 장파 필터를 부가적으로 더 포함할 수 있다. 따라서, 편의상 제2 광-발생 유닛의 구조에 대해서만 이하 기술하고, 제1 광-발생 유닛과 감지기의 설명은 반복하지 않는다.
본 실시예들에서, 각각의 광-발생 유닛은 제2 광원과 제2 광-전환 렌즈(light-converting lens)를 포함한다. 제2 광원은 높은 방향성(directionality)을 갖는 제2 평행광빔을 방사하도록 동작한다. 적절한 제2 광원의 예는 제1 광원에 대해 기술한 것과 유사하다.
제2 광-전환 렌즈는 제2 광원의 전면과 같이 제2 광원의 광 경로에 배치된다. 제2 광-전환 렌즈 및 제2 광원은 제2 평행광빔을 감지 영역(202)으로 입사하는 제1 광시트로 전환하기 위해 공동으로 동작할 수 것과 유사하다.
본 실시예들에서, 제1 및 제2 광-발생 유닛과 감지 유닛은, 감지 유닛의 가이딩 렌즈가 제1 반사광과 제2 반사광을 수용하여 제1 반사광과 제2 반사광을 감지기로 유도함으로써 감지기 상에 대상물의 이미지를 형성할 수 있도록 적절하게 채용되어야한다.
제1 광-발생 유닛과 제2 광-발생 유닛은 서로 소정 거리 이격되어 있다. 그러나, 각각의 모듈의 제1 및 제2 광-발생 유닛이 감지 영역을 향해 광 시트를 방사하기 위해 동작하는 한 제1 및 제2 광-발생 유닛 간의 거리 또는 상대적 위치는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 제1 및 제2 광-발생 유닛은 동일한 방향으로 실질적으로 조향될 수 있다; 또는, 제1 및 제2 광-발생 유닛은 서로 다른 방향(예를 들어 하나는 좌측으로 향하고 다른 하나는 우측으로 향하거나; 하나는 우하측으로 향하고 다른 하나는 좌상측으로 향하도록)으로 조향될 수 있다.
본 실시예에 따른 모듈은 복수의 광-발생 유닛을 포함한다; 따라서 대형 감지 영역에 적용되는 광학 감지 시스템의 민감도와 정확도를 향상시킬 수 있다. 특히 광-발생 유닛의 개수를 증가시킴으로써 단일 광-발생 유닛과 비교할 때 보다 큰 감지 영역으로 입사하는 광 시트의 광 강도가 증가할 수 있다. 또한, 감지 영역 전체를 통과하는 광 시트의 균일성이 따라서 향상될 수 있다. 이와 같이, 광 시트에 의해 투사된 대상물의 반사광 발생 강도 또한 향상될 것이다. 결국, 감지 민감도와 정확도는 향상될 것이다. 본 발명의 원리와 사상에 따르면, 광-발생 유닛의 개수는 감지 영역의 크기에 의존하여 결정된다. 일반적으로, 감지 영역의 크기가 커지면 광-발생 유닛의 개수도 많아진다. 예를 들어, 몇몇 경우에 요구되는 감지 민감도와 정확도를 제공하기 위해 3개 또는 그 이상의 광-발생 유닛이 요구될 수 있다.
유사하게, 본 발명에 따른 광학 감지 시스템/모듈은 각각의 모듈의 감지 영역이 디스플레이 스크린의 디스플레이 영역 내에 있도록 디스플레이 스크린의 주변에 인접하게 통합되어 또는 탈착가능하게 설치될 수 있다. 예를 들어, 모듈은 디스플레이 스크린의 적어도 일측 모서리에 통합되어 또는 탈착 가능하게 설치될 수 있다.
감지 영역 내의 대상물의 터치 위치를 계산/결정하기 위한 본 실시예들의 광학 감지 시스템/모듈에 의해 채용된 원리와 방법은 도 2 및 도 3과 연계하여 이상 기술된 것과 유사하다.
도 6 및 도 7은 디스플레이 스크린의 주변에 배치된 광학 감지 시스템/모듈을 도시한 개략도이다.
도 6을 참조하면 본 발명에 따른 디스플레이 스크린의 모서리 내에 통합된 광학 감지 시스템/모듈을 도시한다.
본 예에서, 광학 감지 시스템은 프로세싱 유닛(도 6에 미도시)과 두 모듈(150a, 150b)은 각각 디스플레이(612)의 상측 모서리에 배치된다. 모듈(150a, 150b) 각각은 제1 광-발생 유닛(101a, 101b), 제2 광-발생 유닛(161a, 161b) 및 감지 유닛(105a, 105b)을 포함한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 각 모듈의 제1 및 제2 광-발생 유닛은 서로 다른 방향으로 각각 조향되나, 감지 영역(디스플레이(612)의 디스플레이 면)에 입사하는 광 시트를 방사하기 위해 양측이 함께 동작한다.
도 6에 도시된 광학 시스템/모듈은 디스플레이 스크린의 상측 모서리에 배치되어 있지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 광학 감지 시스템/모듈은 디스플레이 스크린(612)의 좌측, 우측 또는 하측 모서리에 통합될 수 있다. 또는, 도 4 및 해당하는 설명에 도시된 예에서와 같이 광학 감지 시스템/모듈은 디스플레이 스크린(612)의 적어도 일측 모서리에 탈착가능하게 설치될 수 있다. 또는, 광학 감지 시스템/모듈은 도 5 및 해당하는 설명에 도시된 바와 같이 상기 모서리에 직접 접촉하지 않고 디스플레이 스크린(612)의 적어도 일측 모서리에 인접하여 설치될 수 있다.
도 7을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 스크린(712)의 모서리들에 탈착가능하게 설치된 광학 감지 시스템/모듈을 도시한다.
본 실시예에 따라, 광학 감지 시스템은 하우징(180)에 각각 배치된 두 모듈(170a, 170b)과 프로세싱 유닛(도 7에 미도시)을 포함한다. 하우징(180)은 디스플레이 스크린(712)의 주변에 탈착가능하게 설치되는 구조의 프레임으로서 설계된다. 모듈(170a, 170b) 각각은 제1 광-발생 유닛(101a, 101b), 제2 광-발생 유닛(161a, 161b) 및 감지 유닛(105a, 105b)을 포함한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 각 모듈의 제1 및 제2 광-발생 유닛은 각각 서로 다른 방향으로 조향되나 감지 영역(디스플레이(712)의 디스플레이 면)으로 입사하는 광 시트를 방사하기 위해 함께 동작한다. 제1 모듈(170a)을 예로 들면, 제1 광-발생 유닛(101a)과 제2 광-발생 유닛(101b)의 광-방사 면들은 좌하측을 향하여 있으며, 타 광-발생 유닛(161a)의 광-방사 면은 우하측을 향하고 있다. 또한, 각 모듈의 감지 유닛은 감지 영역으로부터 반사된 광을 수용하도록 구성된다.
도 7에 도시된 광학 감지 시스템/모듈은 하우징(180)에 배치되고 하우징(180)은 디스플레이 스크린(712)의 네 개의 모서리 주위에 탈착가능하게 설치되나 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어 하우징은 디스플레이 스크린(712)의 네 개의 모서리를 프레임 형태로 덮을 필요는 없으며, 하우징(180)이 디스플레이 스크린(712)의 네 개의 모서리의 일부를 덮도록 (도 4 및 그 설명에 도시된 예와 같은)바 형태(bar shape), n 형태 또는 L 형태를 갖도록 설계될 수 있다. 또는, 광학 감지 시스템/모듈은 도 6 및 그 설명에 도시된 예와 같이 디스플레이 스크린(712)의 적어도 일측 모서리에 통합될 수 있다. 또 다른 배치로는, 도 5 및 그 설명에 도시된 예와 같이, 광학 감지 시스템/모듈은 디스플레이 스크린(712)의 적어도 하나의 모서리에 직접 접촉하지 않고 그 주위에 인접하여 설치될 수 있다.
이상 제공된 광학 감지 모듈과 이를 포함하는 광학 감지 시스템을 개시한다. 광학 감지 모듈/시스템은 감지 영역을 터치하는 대상물의 터치 위치를 감지하고 결정하는데 사용된다. 종래의 광학 감지 시스템과 비교하면, 여기 제공된 광학 감지 모듈/시스템은 구조가 덜 복잡하다. 또한 (디스플레이 스크린)과 같은 물품을 입력 장치로 전환하기 위해 광학 감지 시스템을 채용하기 보다 쉽고 보다 경제적이다.
본 실시예들의 기술은 예에 불과하며 당업자에 의해 다양하게 변형될 수 있다. 상술한 기술, 예들 및 데이터는 발명의 본 발명의 실시예들의 구조와 사용에 대한 완벽한 기술을 제공한다. 본 발명의 다양한 실시예가 특징적으로 기술되었으나, 기재된 실시예들은 본 발명의 사상과 범위로부터 벗어나지 않고 당업자에 의해 다양하게 변형될 수 있다.
100a, 100b: 모듈 202: 감지 영역

Claims (5)

  1. 감지 영역 내에서 대상물을 감지하기 위한 광학 감지 시스템에 사용되는 모듈에 있어서,
    제1 평행 광 빔을 방사하는 제1 광원과, 상기 제1 평행 광 빔을 상기 감지 영역에 입사하는 제1 광시트로 전환하기 위한 제1 광-전환 렌즈를 포함하여 상기 대상물이 상기 감지 영역 내에 있을 때 상기 대상물은 상기 제1 광시트의 일부를 차단하고 반사하여 제1 반사광 빔을 생성하도록 하는 제1 광-발생 유닛; 및
    상기 제1 반사광 빔을 수용하고 유도하기 위한 가이딩 렌즈와, 대상물에 의해 발생 되어 상기 가이딩 렌즈에 의해 유도된 상기 제1 반사광 빔을 수용하기 위한 감지기를 포함하여 상기 대상물의 이미지가 상기 감지기에 형성되도록 하는 감지 유닛을 포함하는 모듈.
  2. 제1 항에 있어서,
    제2 평행광빔을 방사하는 제2 광원과, 상기 제2 평행광빔을 상기 감지 영역으로 입사하는 제2 광시트로 변환하여 상기 대상물이 상기 감지 영역 내에 있을 때 상기 대상물이 상기 제2 광시트의 일부를 차단하여 반사함으로써 제2 반사광을 생성하게 하기 위한 제2 광-전환 렌즈를 포함하는 적어도 하나의 제2 광-발생 유닛을 더 포함하며,
    상기 가이딩 렌즈는 상기 제1 및 제2 반사광을 수용하고 유도하며, 상기 감지기는 상기 대상물에 의해 발생되어 상기 가이딩 렌즈에 의해 유도된 상기 제1 및 제2 반사광 빔을 수용하여 상기 감지기 상에 상기 대상물의 이미지를 형성하는 모듈.
  3. 상기 제1 또는 제2 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 광-전환 렌즈는 선-발생 렌즈(line-generating lens) 또는 원통형 렌즈(cylindrical lens)이고,
    상기 제1 및 제2 광원 각각은 적외선 레이저 다이오드와 평행 렌즈를 포함하며,
    상기 가이딩 렌즈는 볼록 렌즈 또는 복합 렌즈 어셈블리이며,
    상기 감지기는 선형 센서이고, 상기 선형 센서는 선형 상보 금속 산화 반도체 센서, 선형 전하 결합 소자 또는 위치-센싱 감지기인 모듈.
  4. 감지 영역 내의 대상물의 터치 위치를 감지하는 광학 감지 시스템에 있어서,
    소정 거리 서로 이격되고 상기 감지 영역을 향해 각각 조향된 두 개의 모듈; 및
    상기 대상물과 상기 각 모듈 사이에 각각 형성된 두개의 끼인각과 상기 두 모듈 사이의 상기 거리에 기초하여 삼각법에 의해 상기 터치 위치를 결정하기 위해 상기 두 모듈과 통신하는 프로세싱 유닛을 포함하며,
    상기 두 개의 모듈 각각은,
    제1 평행 광 빔을 방사하는 제1 광원과, 상기 제1 평행 광 빔을 상기 감지 영역에 입사하는 제1 광시트로 전환하기 위한 제1 광-전환 렌즈를 포함하여 상기 대상물이 상기 감지 영역 내에 있을 때 상기 대상물은 상기 제1 광시트의 일부를 차단하고 반사하여 제1 반사광 빔을 생성하도록 하는 제1 광-발생 유닛; 및
    상기 제1 반사광 빔을 수용하고 유도하기 위한 가이딩 렌즈와, 대상물에 의해 발생 되어 상기 가이딩 렌즈에 의해 유도된 상기 제1 반사광 빔을 수용하기 위한 감지기를 포함하여 상기 대상물의 이미지가 상기 감지기에 형성되도록 하는 감지 유닛을 포함하는 광학 감지 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 두 모듈은, 상기 각 모듈의 상기 감지 영역이 디스플레이 스크린의 디스플레이 영역 내에 있도록 상기 디스플레이 스크린의 주변에 인접하여 탈착가능하게 설치되거나 통합되는 광학 감지 시스템.
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