KR101125824B1 - 적외선 터치스크린 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적외선 터치스크린 장치에 관한 것으로 사용자가 터치하고 이미지를 투영할 수 있는 스크린과, 상기 스크린의 2개 이상의 모서리에 설치되어 발광소자에서 발광된 빛을 모터의 회전에 의해 반사기가 회전하여 상기 스크린의 전체 영역을 일정한 주기로 스캔하여 출사하는 광스캐너와, 상기 스크린의 테두리에 설치되어 광스캐너에서 출사된 빛을 도파하는 도광바와, 상기 도광바에 의해 도파된 빛을 수광하여 감지하는 수광부와, 상기 수광부에서 감지한 빛의 광량에 대한 정보와 상기 모터의 회전 각도를 산출하여 상기 스크린의 터치된 부분의 좌표를 검출하는 X/Y 디코더를 포함한다.
따라서, 송신측의 1개의 발광소자를 사용한 광스캐너를 사용하고 수신측은 도광바와 소수의 수광소자를 사용하여 부품 수를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 스크린의 크기가 증가되어도 부품의 증가 없이 쉽게 대응할 수 있으므로 원가를 감소시킬 수 있고, 또한, 스크린 상에 세 개 이상의 부분에 물체가 동시에 접촉되어도 각각의 접촉 위치를 검출할 수 있다.

Description

적외선 터치스크린 장치{INFRARED TOUCH SCREEN DEVICES}

본 발명은 터치스크린 장치에 관한 것으로서, 특히 적외선을 이용한 터치스크린 장치에 관한 것이다.

터치스크린 장치는 마우스와 같은 입력장치를 사용하지 않고 화면에 나타난 문자나 특정 아이콘을 사람의 손이나 펜 등의 물체를 접촉시키는 것에 의해 위치를 파악해 특정 기능을 처리하는 장치이다.

터치스크린 장치는 기본적으로 터치 패널, 컨트롤러 및 소프트웨어 등을 포함하는데, 터치 패널은 손이나 물체의 접촉 입력 유무를 판단하고 입력 좌표를 검출해 컨트롤러로 신호를 전송하며, 컨트롤러는 터치 패널에서 전송되어 온 신호를 디지털 신호로 변환하고 화면상의 좌표로 출력하고, 소프트웨어는 컨트롤러에서 들어오는 디지털 신호를 받아 터치 패널이 각 운영시스템에 맞게 구현되도록 하는 프로그램이다.

터치스크린 장치는 구현 방식에 따라 저항막 방식, 정전용량 방식, 초음파 방식 및 적외선 방식 등으로 구분되는데, 일반적으로 저항막 방식과 정전용량 방식이 주로 사용되고 있다.

상기에서 저항막 방식의 터치 패널은 투명전극이 코팅되어 있는 두 장의 ITO 등의 투명전도막이 적층된 구조로 손가락이나 펜으로 압력을 가해 상부와 하부의 전극 층이 접촉되면 전기적 신호가 발생해 위치를 인지하는 방식이고, 정전용량 방식의 터치 패널은 사람의 몸에서 발생하는 정전기를 이용하여 접촉을 감지하는 도전막 위에 보호막이 덮여 있고 감지된 접촉 정보를 이들 막 아래에 있는 표시패널로 전달하는 방식이다.

그러나, 저항막 방식의 터치 패널은 멀티 터치가 불가능하고, 직접 압력을 가하는 방식이라 표면에 스크래치 등이 생겨 내구성 및 부품의 문제가 발생하며, 또한, 전도막으로 사용되는 필름의 투과율이 낮아 화질이 저하되며 10인치 이상의 중/대형화에 어려움이 있다.

그리고, 정전용량 방식의 터치 패널은 전기가 흐르지 않는 터치 펜 등의 입력수단으로 이용이 불가능하며 습기나 주변환경 등에 따라 인식률 및 정밀도가 낮고 멀티 터치를 가능하게 하기 위해서는 제조 단가가 높은 부품을 사용해야 한다.

이에 비해 적외선 방식의 터치 패널은 디스플레이부의 전면에 무반사 아크릴 플레이트가 설치되고, 그 가장자리의 상,하부 및 좌,우측에 서로 쌍을 이루도록 발광소자와 수광소자를 구비하여 적외선 매트릭스를 형성하며, 이 디스플레이부 후면에는 스크린이 설치되게 구성된다.

상기에서 적외선 방식의 터치 패널은 발광소자와 수광소자에 의하여 형성된 적외선 매트릭스에 사용자가 손가락 또는 펜 등의 물체와 관계없이 어떠한 것으로도 터치하면 그 부분의 적외선이 차단되어 터치된 위치를 인식할 뿐만 아니라 화면의 대형화에 용이한 장점이 있다.

도 1은 종래의 매트릭스형 적외선 터치스크린 장치에 따른 문제점을 설명하기 위한 예시도이며, 도 2는 종래의 적외선 터치스크린 장치의 구조를 표시한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 스크린(10)의 외곽선을 따라 상측 및 하측 중 어느 하나와 좌측 및 우측 중 어느 하나에 각각 다수 개의 레이저 광을 발생하는 발광소자(12)로 이루어진 제 1 및 제 2 발광부(13)(14)가 배치된다. 그리고, 스크린(10)의 외곽선의 상측 및 하측과 좌측 및 우측의 제 1 및 제 2 발광부(13)(14)가 배치되지 않은 곳에 각각 다수 개의 수광소자(16)로 이루어진 제 1 및 제 2 수광부(17)(18)가 배치된다. 그러므로, 스크린(10) 상의 제 1 및 제 2 발광부(13)(14)와 제 1 및 제 2 수광부(17)(18) 사이에 광이 매트릭스 형태로 통과하게 된다.

이에 스크린(10) 상의 특정 부분이 사용자의 손가락 또는 펜 등의 물체가 접촉되면 그 부분의 광이 차단되어 제 1 및 제 2 수광부(17)(18)로 입사되지 않기 때문에 이를 감지하고 그 정보를 X/Y 디코더(19)에 전달하여 접촉된 부분의 위치를 알게 한다.

상술한 구성의 적외선 터치스크린 장치는 외곽 프레임을 따라 다수 개의 발광소자(12)와 다수 개의 수광소자(16)가 각각 어레이로 구성되는 제 1 및 제 2 발광부(13)(14)와 제 1 및 제 2 수광부(17)(18)가 배치되므로 스크린(10)의 전면을 터치 패널로 덮을 필요가 없으므로 선명한 화면을 제공할 수 있으며, 스크린의 대형화가 용이할 뿐만 아니라, 접촉하는 물체의 종류에 상관없이 작동하는 장점이 있으므로 다른 방식에 비해 상대적으로 고가임에도 ATM 단말기, 대화면 Kiosk 시스템 및 전자칠판 등에 많이 사용되고 있다.

그러나, 이러한 종래의 매트릭스 방식은 많은 갯수의 발광소자 및 수광소자가 필요하며, 또한, 그 갯수는 스크린이 대형화될 수록 증가되므로 생산 원가가 증가 되므로 다른 방식에 비해 불리하다. 또한, 스크린의 접촉 위치 분해능이 발광소자 및 수광소자의 갯수에 의해 정해지므로 분해능을 향상시키기 위해서는 발광소자 및 수광소자의 갯수를 증가시켜야 하기 때문에 비용 문제가 다시 대두된다.

이러한 분해능의 문제를 개선하기 위해 도 1 및 2에서는 접촉이 이루어질 때 영향을 받는 인접한 수광소자들로부터 구해진 광의 크기 정보를 이용하여 선형 보간(linear interpolation) 방법으로 X/Y 위치 정보를 추정하여 계산함으로써 위치 정밀도를 향상시키고 있다. 그러나, 수광소자에서 읽어 들인 광의 크기 정보는 사용 환경의 밝기 변화나 온도 변화에 따라 달라질 수 있으며, 스크린에 접촉한 물체의 광 투과율에 따라서도 달라질 수 있으므로, 이러한 인접한 수광소자들 간의 광의 크기 정보로 위치를 추정하는 방식은 정확한 위치 정밀도를 보장할 수 없다.

최근에 두 개 이상의 물체가 스크린에 접촉하더라도 인식할 수 있는 멀티 터치 기능이 중요하게 부각되고 있다. 이러한 멀티 터치 기능을 통해 화면의 축소 및 확대, 이동 및 회전 기능 등 사용자에게 보다 직관적이고 유용한 편의성을 제공할 수 있게 된다. 기존의 매트릭스 방식은 발광소자의 광에 의한 접촉 물체의 그림자가 X축과 Y축에 투영되는 정보를 반대편의 수광소자에 의해 읽어내는 방식이므로, 도 1에서 예시한 바와 같이 세 점 이상의 멀티 터치가 일어난 경우에 접촉 위치를 알 수 없다. 즉, 도 1에서 A 위치를 접촉한 경우에 Ax와 Ay가 감지되어 접촉된 A의 위치를 알 수 있게 된다. 또한, B 위치를 접촉하면 Bx와 By가 감지되어 접촉된 B 위치를 알 수 있게 된다. 이어서, A 위치와 B 위치가 접촉된 상태에서 세 번째로 C 또는 D의 위치가 접촉되면 접촉된 것을 감지할 수 없게 된다. 이미, Ax 및 Ay와 Bx 및 By가 A와 B 위치를 접촉할 때 사용되었기 때문에 접촉하는 C와 D 위치를 감지할 수 없는 것이다. 또한, A와 C의 위치가 접촉된 상태에서 B 또는 D 위치가 접촉된다면 접촉된 상태를 감지할 수 있지만 B 또는 D 위치가 구분될 수 없다.

이상에서 예시한 바와 같이 X/Y 두축을 이용한 종래의 매트릭스 방식은 세 개 이상의 멀티 터치를 구분할 수 없는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 X/Y 위치 검출의 정밀도를 감소시키지 않으면서 발광부의 발광소자 및 수광부의 수광소자의 갯수를 감소시킬 수 있는 적외선 터치스크린 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 세 개 이상의 물체가 동시에 접촉되어도 각각의 접촉 위치를 정확하게 검출할 수 있는 적외선 터치스크린 장치를 제공함에 있다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일실시 예에 따른 적외선 터치스크린 장치는 사용자가 터치하고 이미지를 투영할 수 있는 스크린과, 상기 스크린의 2개 이상의 모서리에 설치되어 발광소자에서 발광된 빛을 모터의 회전에 의해 반사기가 회전하여 상기 스크린의 전체 영역을 일정한 주기로 스캔하여 출사하는 광스캐너와, 상기 스크린의 테두리에 설치되어 광스캐너에서 출사된 빛을 도파하는 도광바와, 상기 도광바에 의해 도파된 빛을 수광하여 감지하는 수광부와, 상기 수광부에서 감지한 빛의 광량에 대한 정보와 상기 모터의 회전 각도를 산출하여 상기 스크린의 터치된 부분의 좌표를 검출하는 X/Y 디코더를 포함한다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 적외선 터치스크린 장치는 사용자가 터치하고 이미지를 투영할 수 있는 스크린과, 상기 스크린의 2개 이상의 모서리에 설치되어 발광소자에서 발광된 빛을 모터의 회전에 의해 반사기가 회전하여 상기 스크린의 전체 영역을 일정한 주기로 스캔하여 출사하는 광스캐너와, 상기 스크린의 테두리에 설치되어 광스캐너에서 출사된 빛을 도파하는 도광바와, 상기 광스캐너와 마주하는 스크린의 모서리에 형성된 반사면과, 상기 도광바 및 반사면에 의해 도파된 빛을 수광하여 감지하는 수광부와, 상기 수광부에서 감지한 빛을 광량에 대한 정보와 상기 모터의 회전 각도를 산출하여 상기 스크린의 터치된 부분의 좌표를 검출하는 X/Y 디코더를 포함한다.

상기에서 반사기는 내부 표면에 거울면와 상기 스크린으로 빛을 출사하는 개구를 가지며 휘어져 곡률 반경을 갖는 원통형으로 형성된다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 적외선 터치스크린 장치는 사용자가 터치하고 이미지를 투영할 수 있는 스크린과, 상기 스크린의 2개 이상의 모서리에 설치되어 제어부의 제어에 의해 전원이 교호(交互)되게 인가되어 자력을 갖는 능동부의 2개의 능동전자석에 수동부의 2개의 수동전자석이 교호(交互)되게 붙어 상기 수동부가 좌우로 스윙(swing)하여 발광소자에서 발광된 빛을 상기 스크린의 전체 영역을 일정한 주기로 스캔하여 출사하는 광스캐너와, 상기 스크린의 테두리에 설치되어 광스캐너에서 출사된 빛을 도파하는 도광바와, 상기 도광바에 의해 도파된 빛을 수광하여 감지하는 수광부와, 상기 수광부에서 감지한 빛의 광량에 대한 정보와 상기 수동부의 스윙 각도를 산출하여 상기 스크린의 터치된 부분의 좌표를 검출하는 X/Y 디코더를 포함한다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 적외선 터치스크린 장치는 사용자가 터치하고 이미지를 투영할 수 있는 스크린과, 상기 스크린의 2개 이상의 모서리에 설치되어 제어부의 제어에 의해 전원이 교호(交互)되게 인가되어 자력을 갖는 능동부의 2개의 능동전자석에 수동부의 2개의 수동전자석이 교호(交互)되게 붙어 상기 수동부가 좌우로 스윙(swing)하여 발광소자에서 발광된 빛을 상기 스크린의 전체 영역을 일정한 주기로 스캔하여 출사하는 광스캐너와, 상기 스크린의 테두리에 설치되어 광스캐너에서 출사된 빛을 도파하는 도광바와, 상기 광스캐너와 마주하는 스크린의 모서리에 형성된 반사면과, 상기 도광바 및 반사면에 의해 도파된 빛을 수광하여 감지하는 수광부와, 상기 수광부에서 감지한 빛의 광량에 대한 정보와 상기 수동부의 스윙 각도를 산출하여 상기 스크린의 터치된 부분의 좌표를 검출하는 X/Y 디코더를 포함한다.

상기에서 발광소자는 상기 2개의 능동전자석이 교호(交互)하여 자력을 가질 때 상기 2개의 수동부에 발생되는 유도 전류에 의해 발광한다.

상기에서 도광바는 입사면이 상기 광스캐너에서 스캐닝되어 출사하는 빛과 90°를 이루도록 형성된다.

상기에서 도광바는 입사면과 반대편에 형성되는 산란면이 톱니 형상으로 형성된다.

상기에서 도광바는 입사면의 일측 경사면에 산란면에서 산란된 광이 외부로 출사되는 것을 방지하기 위해 반사층이 형성된다.

상기에서 도광바는 입사면과 반대편에 형성되는 산란면 및 측면을 덮는 'ㄷ' 자 형상의 반사판이 형성된다.

상기에서 반사판은 일정간격 이격되게 기준선이 형성된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 적외선 터치스크린 장치는 송신측의 1개의 발광소자를 사용한 광스캐너를 사용하고 수신측은 도광바와 소수의 수광소자를 사용하여 부품 수를 감소시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 적외선 터치스크린 장치는 스크린의 크기가 증가되어도 부품의 증가 없이 쉽게 대응할 수 있으므로 원가를 감소시킬 수 있는 이점이 있다.

그리고, 본 발명에 따른 적외선 터치스크린 장치는 스크린 상에 세 개 이상의 부분에 물체가 동시에 접촉되어도 각각의 접촉 위치를 검출할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래의 매트릭스형 적외선 터치스크린 장치에 따른 문제점을 설명하기 위한 예시도.
도 2는 종래의 적외선 터치스크린 장치의 구조를 표시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 적외선 터치스크린 장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 적외선 터치스크린 장치의 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 광스캐너의 구성도.
도 6은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 적외선 터치스크린 장치의 평면도.
도 7은 .본 발명의 제 2 실시 예에 따른 광스캐너의 구성도.
도 8은 본 발명에 따른 도광바의 단면도..
도 9는 도 8의 도광바의 사시도.
도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 적외선 터치스크린 장치의 평면도.
도 11 및 도 12는 제 3실시예에 따른 도광바의 다양한 실시예를 도시한 사시도.
도 13은 본 발명의 광스캐너의 다른 실시예를 보인 사시도.
도 14은 도 13의 광스캐너의 구성을 보인 단면도이다.

이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 설명함에 있어서 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략될 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 클라이언트, 운용자, 또는 사용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 적외선 터치스크린 장치를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 적외선 터치스크린 장치의 평면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 광스캐너의 구성도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 적외선 터치스크린 장치는, 먼저 스크린(21)의 전체 영역에 대해 적외선 레이저빔으로 스캔하기 위한 것으로 제 1 및 제 2 광스캐너(23)(25), 제 1, 제 2 및 제 3 도광바(27)(28)(29), 제 1 및 제 2 수광부(33)(35)가 구비된다.

상기에서 제 1 광스캐너(23)는 스크린(21)의 2개 이상의 모서리(바람직하게는 스크린의 코너이며 이하 모서리로 칭함.)에 도 5에 도시된 바와 같이 초소형의 제 1 모터(45)에 의해 구동되도록 축에 의해 연결된 완곡하게 휘어져 곡률 반경을 갖는 원통형의 제 1 반사기(41)와, 제 1 발광소자(39) 및 제 1 모터(45)의 회전 각도를 검출하는 제 1 각도검출기(55)를 포함한다.

이때, 제 1 및 제 2 수광부(33)(35)는 제 1 및 제 2 광스캐너(23)(25)가 설치되지 않는 스크린(21)의 모서리 부분에 설치되는 것이 바람직하다.

상기에서 제 1 발광소자(39)는 적외선 레이저 다이오드로 제 1 반사기(41)와 일정간격 이격되어 고정설치 된다. 그리고, 제 1 반사기(41)는 내부 표면에 거울 면이 형성되어 내부로 입사되는 적외선 레이저 빔을 도파하고 제 1 개구(43)를 통해 스크린(21)으로 출사한다. 상기에서 제 1 반사기(41)는 제 1 모터(45)에 의해 좌우로 회전하여 출사되는 레이저 빔이 스크린(21) 전체를 스캔하도록 한다. 또한, 제 1 각도검출기(55)는 제 1 모터(45)의 회전 각도를 검출한다.

상기에서 설명하지 않은 제 2 광스캐너(25)는 제 1 광스캐너(23)와 동일한 구성을 갖는 것으로 제 2 발광소자(47), 제 2 개구(51)를 갖는 제 2 반사기(49), 제 2 모터(53) 및 제 2 각도검출기(도시생략)를 포함한다.

제 1 및 제 2 광스캐너(23)(25)는 제 1 및 제 2 발광소자(39)(47)에서 발생된 적외선 레이저 빔이 스크린(21)의 표면에 접촉되지 않고 제 1, 제 2 및 제 3 도광바(27)(28)(29)에 도달할 수 있는 높이에 설치하는데, 통상 제 1 및 제 2 발광소자(39)(47)에서 발생된 적외선 레이저 빔이 스크린(21)의 표면과 5 ? 10㎜ 정도의 간격을 유지하도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 제 1 실시 예에서 2개의 광스캐너, 즉, 제 1 및 제 2 광스캐너(23)(25)를 설치하였으나, 동시에 3개 이상 다수 개의 접촉 부분을 구분하기 위해 4개 이상의 설치할 수도 있다. 이러한 경우, 제 1 및 제 2 광스캐너(23)(25) 이외의 증가된 광스캐너는 스크린(21)의 상하 좌우 중간 지점에 설치될 수 있다.

제 1, 제 2 및 제 3 도광바(27)(28)(29)는 제 1 및 제 2 광스캐너(23)(25)에서 발생된 적외선 레이저 빔을 스크린(21)을 횡단하여 제 1 및 제 2 수광부, 즉, 제 1 및 제 2 수광소자(33)(35)로 입사되도록 한다. 상기에서 제 1, 제 2 및 제 3 도광바(27)(28)(29)는 적외선 파장에 대한 전반사 특성이 양호한 PMMA(polymethylmethacrylate) 등으로 원통이나 임의의 각형을 갖는 막대 형상으로 형성되며 스크린(21)의 크기에 따라 용이하게 가공할 수 있다.

제 1, 제 2 및 제 3 도광바(27)(28)(29)는 도 8과 도 9에 도시된 바와 같이, 스크린(21)과 접하는 입사면(30)이 계단 형상으로 형성된다. 상기에서 입사면(30)은 제 1 및 제 2 반사기(41)(49)에 의해 스캐닝 되어 입사되는 적외선의 레이저 빔을 흡수하도록 입사광과 90°를 이루도록 형성된다. 또한, 제 1, 제 2 및 제 3 도광바(27)(28)(29)는 입사면(30)과 반대편에 형성되어 입사면(30)을 통해 입사된 레이저 빔을 산란시키는 산란면(31)이 톱니 형상으로 형성될 수도 있다. 이에 의해 산란면(31)에서 산란된 광이 제 1, 제 2 및 제 3 도광바(27)(28)(29)를 통해 제 1 및 제 2 수광소자(33)(35)에 용이하게 입사되도록 한다.

그리고, 제 1, 제 2 및 제 3 도광바(27)(28)(29)는 입사면(30)의 타측 경사면에 산란면(31)에서 산란된 광이 외부로 출사되는 것을 방지하기 위해 반사층(36)이 형성된다. 또한, 제 1, 제 2 및 제 3 도광바(27)(28)(29)는 산란면(31)과 측면을 덮도록 'ㄷ' 자 형상의 반사판(37)이 형성된다. 상기에서 반사판(37)은 입사된 레이저 빔이 산란면(31)을 통해 외부로 출사되는 것을 방지하여 수광 효율을 증가시킬 수 있다.

또한, 상기 반사판(37)에 일정간격 이격되게 기준선(L)이 형성되는데, 기준선(L)을 기준으로 미리 제어부(도시생략)에 저장된 빛이 수광되는 시간과 적외선 터치스크린 장치의 동작시 수광되는 시간을 비교하여 제 1 및 제 2 광스캐너(23)(25)의 회동 각도 또는 회동 시간의 오차에도 X/Y좌표를 검출할 수 있다.

상기에서 스크린(21)을 횡단하여 입사면(30)을 통해 제 1, 제 2 및 제 3 도광바(27)(28)(29)에 입사된 레이저 빔은 산란면(31)에서 산란되는데, 이 산란된 레이저 빔과 반사층(36)에 의해 반사된 레이저 빔이 도파되어 제 1 및 제 2 수광소자(33)(35)로 입사된다.

상기에서 제 1 광스캐너(23)에서 스크린(21) 전체에 스캔되도록 출사된 레이저 빔은 스크린(21)을 횡단하여 제 2 및 제 3도광바(28)(29)에 도달하게 되며, 제 2 및 제 3 도광바(28)(29)의 내부 반사를 통해 제 1 수광소자(33)에 입사된다.

또한, 제 2 광스캐너(25)에서 스크린(21) 전체에 스캔되도록 출사된 레이저 빔은 스크린(21)을 횡단하여 제 1 및 제 3 도광바(27)(29)에 도달하게 되며, 제 1 및 제 3 도광바(27)(29)의 내부 반사를 통해 제 2 수광소자(35)에 입사된다.

상기에서 제 1 광스캐너(23)에서 출사된 레이저 빔이 제 1 수광소자(33)에 입사되거나, 또는, 제 2 광스캐너(25)에서 출사된 레이저 빔이 제 2 수광소자(35)에 입사되는 광 간섭 현상을 방지하기 위해 주파수 분할 방법 또는 시분할 방법이 사용될 수 있다.

상기에서 주파수 분할 방법은 제 1 및 제 2 발광소자(39)(47)에서 각기 다른 파장의 레이저 빔을 출사하고 제 1 및 제 2 수광소자(33)(35)에서 각각 해당되는 레이저 빔 만을 수광하도록 하는 것이다. 또한, 시분할 방법은 제 1 및 제 2 발광소자(39)(47)에서 레이저 방출 시간을 서로 다르게 하는 것이다. 따라서, 제 1 및 제 2 발광소자(39)(47)에서 출사된 레이저 빔이 제 1 및 제 2 수광소자(33)(35)에 상호 광 간섭 현상이 방지되어 입사된다.

상기 제 1 및 제 2 수광소자(33)(35)에 입사되어 검출된 레이저 빔의 크기에 대한 정보는 X/Y 디코더(37)에 전달된다. 동시에 제 1 및 제 2 광스캐너(23)(25)의 제 1 및 제 2 각도검출기(55)(도시생략)의 출력, 즉, 회전 각도도 X/Y 디코더(37)에 전달된다.

도 6은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 적외선 터치스크린 장치의 평면도이고, 도 7은 도 6의 광스캐너의 구성도이다.

본 발명의 제 2 실시 예에 따른 적외선 터치스크린 장치는 제 1 및 제 2 광스캐너(74)(82)와 각도검출기(84)의 구성을 제외하고 제 1 실시 예에 따른 적외선 터치스크린 장치의 구성과 동일하므로 나머지 구성의 설명은 생략한다.

본 발명의 제 2 실시 예에 따른 적외선 터치스크린 장치의 제 1 광스캐너(74)는 도 9에 도시된 바와 같이 제 1 고정부(63), 제 1 수동부(69), 제 1 발광소자(61), 각도검출부(84), 제 1 및 제 2 능동전자석(65)(67)으로 구성된다.

여기서, 제 1 수동부(69)는 제 1 및 제 2 수동전자석(71)(73)으로 구성되어 제 1 고정부(63)에 힌지 결합된다.

이때, 제 1 및 제 2 능동전자석(65)(67)은 제어부(도시생략)의 제어에 의해 전원이 교호(交互)되게 인가되어 자력을 갖는다. 이에, 제 1 수동부(69)을 구성하는 제 1 및 제 2 수동전자석(71)(73)은 자력을 갖는 제 1 및 제 2 능동전자석(65)(67)에 교호(交互)되게 붙게 되므로, 제 1 수동부(69)는 좌우로 스윙(swing)하게 된다. 이때, 제 1 및 제 2 능동전자석(65)(67)은 교호(交互)하여 자력을 가질 때 유도 전류를 발생하는데, 이 발생된 유도전류는 제 1 및 제 2 수동전자석(71)(73)을 통해 전달되어 제 1 발광소자(61)를 동작시킨다. 그러므로, 제 1 발광소자(61)는 별도의 전원이 없어도 제 1 및 제 2 능동전자석(65)(67)이 교호(交互)하면서 발생하는 유도 전류에 의해 동작된다.

상기에서 제 1 및 제 2 능동전자석(65)(67)과 제 1 및 제 2 수동전자석(71)(73)을 자석으로 이용되는 금속을 권선으로 감싸는 것으로 설명하였으나 본 발명에서는 선택적으로 금속을 사용하지 않고 권선만 있는 것으로도 형성할 수 있다.

상기에서 각도검출기(84)는 제 1 능동부(63)의 제 1 및 제 2 능동전자석(65)(67)에 의해 좌우로 스윙(swing)하는 제 1 수동부(69)의 제 1 및 제 2 수동전자석(71)(73)의 스윙 각도를 검출한다.

또한, 상기에서 설명하지 않은 제 2 광스캐너(82)는 제 2 능동부(79), 제 2 수동부(81) 및 제 2 발광소자(77)를 포함하여 제 1 광스캐너(74)와 동일한 구성을 갖는다.

또한, 본 발명의 제 2 실시 예에서도 제 1 광스캐너(74)에서 출사된 레이저 빔이 제 2 수광소자(35)에 입사되거나, 또는, 제 2 광스캐너(82)에서 출사된 레이저 빔이 제 1 수광소자(33)에 입사되는 광 간섭 현상을 방지하기 위해 주파수 분할 방법 또는 시분할 방법이 사용될 수도 있다.

도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 적외선 터치스크린 장치의 평면도이고, 도 11 및 도 12는 제 3실시예에 따른 도광바의 다양한 실시예를 도시한 사시도이다

본 발명의 제 3 실시 예에 따른 적외선 터치스크린 장치는 제 1, 제 2 및 제 3 도광바(27)(28)(29)와 제 1 및 제 2 수광부(33)(35)의 구성을 제외하고 제 1 실시 예에 따른 적외선 터치스크린 장치의 구성과 동일하므로 나머지 구성의 설명은 생략한다.

본 발명의 제 3 실시 예에 따른 적외선 터치스크린 장치는 도 10에서 보는 바와 같이, 1개의 수광부(333)와, 제 1, 제 2 및 제 3 도광바(327)(328)(329)와, 제 1, 제 2 및 제 3 도광바(327)(328)(329)가 연결되는 부분에 형성된 반사면(350)으로 구성된다.

여기서 제 3 도광바(329)의 양단중 제 2 도광바(328)과 연결되지 않은 면에 반사판이 형성되는 것이 바람직하다.

제1, 제 2 및 제 3 도광바(327)(328)(329)는 제 1 실시예와 마찬가지로 원통이나 임의의 각형을 갖는 막대 형상으로 계단형상의 입사면(330)과, 배면에 형성된 톱니형상의 산란면(도시생략)과, 입사면(330)을 제외한 3면을 감싸도록 ‘ㄷ'자 형상의 반사판(337)으로 구성되어 입사되는 빛을 도파하여 수광부(333)로 수광한다.

이때, 도 11 및 도 12에서 보는 바와 같이, 제1, 제 2 및 제 3 도광바(327)(328)(329)의 연결부분은 여러 형태로 형성될 수 있다.

도 13은 본 발명의 광스캐너의 다른 실시예를 보인 사시도이고, 도 14은 도 13의 광스캐너의 구성을 보인 단면도이다.

도 13 및 도 14에서 보는 바와 같이, 스크린(21)의 모서리의 하부에서 상부로 빛이 출사되도록 광스캐너(241)가 세워져 설치되고 광스캐너(241)의 상부에는 출사된 빛이 스크린(21)으로 반사될 수 있도록 기울어진 거울(250)이 형성된다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은 하나의 실시 예에 불과한 것으로, 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

21 : 스크린 23 : 제 1 광스캐너
25 : 제 2 광스캐너 27 : 제 1 도광바
28 : 제 2 도광바 29 : 제 3 도광바
30 : 입사면 31 : 산란면
33 : 제 1 수광부 35 : 제 2 수광부
36 : 반사층 39 : 제 1 발광소자
41 : 제 1 반사기 45 : 제 1 모터
55 : 제 1 각도검출기

Claims (11)

1. 사용자가 터치하고 이미지를 투영할 수 있는 스크린과,
   상기 스크린의 2개 이상의 모서리에 설치되어 제어부의 제어에 의해 전원이 교호(交互)되게 인가되어 자력을 갖는 능동부의 2개의 능동전자석에 수동부의 2개의 수동전자석이 교호(交互)되게 붙어 상기 수동부가 좌우로 스윙(swing)하여 발광소자에서 발광된 빛을 상기 스크린의 전체 영역을 일정한 주기로 스캔하여 출사하는 광스캐너와,
   상기 스크린의 테두리에 설치되어 광스캐너에서 출사된 빛을 도파하는 도광바와,
   상기 도광바에 의해 도파된 빛을 수광하여 감지하는 수광부와,
   상기 수광부에서 감지한 빛의 광량에 대한 정보와 상기 수동부의 스윙 각도를 산출하여 상기 스크린의 터치된 부분의 좌표를 검출하는 X/Y 디코더를 포함하는 적외선 터치스크린 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 광스캐너와 마주하는 스크린의 모서리에는 반사면이 형성되고,
   상기 수광부는 상기 도광바 및 상기 반사면에 의해 도파된 빛을 수광하는 것을 특징으로 하는 적외선 터치스크린 장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기한 발광소자에서 발광된 빛을 모터의 회전에 의해 회전하여 상기 스크린의 전체 영역으로 반사하여 스캔하는 반사기가 더 구비된 것을 특징으로 하는 적외선 터치스크린 장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 반사기는 내부 표면에 거울면와 상기 스크린으로 빛을 출사하는 개구를 가지며 휘어져 곡률 반경을 갖는 원통형으로 형성된 적외선 터치스크린 장치.
5. 사용자가 터치하고 이미지를 투영할 수 있는 스크린과,
   상기 스크린의 2개 이상의 모서리에 설치되어 제어부의 제어에 의해 전원이 교호(交互)되게 인가되어 자력을 갖는 능동부의 2개의 능동전자석에 수동부의 2개의 수동전자석이 교호(交互)되게 붙어 상기 수동부가 좌우로 스윙(swing)하여 발광소자에서 발광된 빛을 상기 스크린의 전체 영역을 일정한 주기로 스캔하여 출사하는 광스캐너와,
   상기 스크린의 테두리에 설치되어 광스캐너에서 출사된 빛을 도파하는 도광바와,
   상기 광스캐너와 마주하는 스크린의 모서리에 형성된 반사면과,
   상기 도광바 및 반사면에 의해 도파된 빛을 수광하여 감지하는 수광부와,
   상기 수광부에서 감지한 빛의 광량에 대한 정보와 상기 수동부의 스윙 각도를 산출하여 상기 스크린의 터치된 부분의 좌표를 검출하는 X/Y 디코더를 포함하는 적외선 터치스크린 장치.
6. 제 1항 또는 제 5항에 있어서,
   상기 발광소자는 상기 2개의 능동전자석이 교호(交互)하여 자력을 가질 때 상기 2개의 수동부에 발생되는 유도 전류에 의해 발광하는 적외선 터치스크린 장치.
7. 제 1항 또는 제 5항에 있어서,
   상기 도광바는 입사면이 상기 광스캐너에서 스캐닝되어 출사하는 빛과 90°를 이루도록 형성되는 적외선 터치스크린 장치.
8. 제 1항 또는 제 5항에 있어서,
   상기 도광바는 입사면과 반대편에 형성되는 산란면이 톱니 형상으로 형성되는 적외선 터치스크린 장치.
9. 제 1항 또는 제 5항에 있어서,
   상기 도광바는 입사면의 일측 경사면에 산란면에서 산란된 광이 외부로 출사되는 것을 방지하기 위해 반사층이 형성되는 적외선 터치스크린 장치.
10. 제 1항 또는 제 5항에 있어서,
    상기 도광바는 입사면과 반대편에 형성되는 산란면 및 측면을 덮는 'ㄷ' 자 형상의 반사판이 형성되는 적외선 터치스크린 장치.
11. 제 10항에 있어서,
    상기 반사판에 일정간격 이격되게 기준선이 형성되는 적외선 터치스크린 장치.

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