KR101157764B1 - 원거리 제어가 가능한 적외선 터치스크린 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적외선 터치스크린 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인디케이터를 사용하여 물리적인 접촉이 없이 적외선에 의한 터치가 가능한 원거리 제어가 가능한 적외선 터치스크린 장치에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 이미지를 투영할 수 있는 스크린과, 상기 스크린을 일정한 주기로 회전하며 적외선으로 스캔하도록 형성된 광스캐너와, 상기 스크린의 테두리에 형성되어 상기 광스캐너에서 출사되어 스크린을 스캔한 적외선을 도파하는 다수개의 도광바와, 상기 도광바를 통하여 도파된 적외선을 수광하여 적외선 파장의 증폭여부를 감지하는 수광부와, 상기 수광부에서 적외선 파장의 증폭이 감지될 시 상기 광스캐너의 회전각도로 상기 스크린의 터치위치를 검출하는 XY디코더 및 상기 스크린을 지시하여 터치점을 생성하는 인디케이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 원거리 제어가 가능한 적외선 터치스크린 장치를 제공한다.

Description

원거리 제어가 가능한 적외선 터치스크린 장치{INFRARED TOUCH SCREEN DEVICES FOR REMOTE CONTROL}

본 발명은 적외선 터치스크린 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인디케이터를 사용하여 물리적인 접촉이 없이 적외선에 의한 터치가 가능한 원거리 제어가 가능한 적외선 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.

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

상기와 같은 방식중 적외선 방식의 터치 패널은 디스플레이부 가장자리의 상,하부 및 좌,우측에 서로 쌍을 이루도록 발광소자와 수광소자를 구비하여 적외선 매트릭스를 형성하며, 이 디스플레이부 후면에는 스크린이 설치되게 구성된다.

도 1는 종래의 원거리 제어가 가능한 적외선 터치스크린 장치의 구조를 표시한 도면이다.

도 1에 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.

그러나, 이러한 종래의 매트릭스 방식은 많은 갯수의 발광소자 및 수광소자가 필요하며, 또한, 그 갯수는 스크린이 대형화 될수록 증가되므로 생산 원가가 증가 되므로 다른 방식에 비해 불리하고, 접촉하여 터치를 하기에는 스크린의 크기가 커져 직접터치를 하는데 힘들다는 문제점이 있다. 그리고 종래의 터치스크린 방식은 직접적인 터치로 인해서만 터치가 인식되기 때문에 터치스크린의 표면에 지문이나 스크래치 등이 생기는 문제점이 있고, 원거리에서는 조작이 불가능하다는 문제점이 있다. 또한, 스크린의 접촉 위치 분해능이 발광소자 및 수광소자의 갯수에 의해 정해지므로 분해능을 향상시키기 위해서는 발광소자 및 수광소자의 갯수를 증가시켜야 하기 때문에 비용 문제가 발생한다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명은 물리적인 접촉 없이 원거리에서 터치를 할 수 있는 원거리 제어가 가능한 적외선 터치스크린 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 회동을 하는 적외선 스캐너를 사용하여 적은 개수의 발광소자와 수광소자로 터치스크린의 터치점을 검출할 수 있는 원거리 제어가 가능한 적외선 터치스크린 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 전력소모를 감소시킬 수 있는 원거리 제어가 가능한 적외선 터치스크린 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 3점 이상의 터치점을 검출할 수 있는 원거리 제어가 가능한 적외선 터치스크린 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 스크린의 스캔을 빈번하게 하여 분해능을 향상시킬 수 있는 원거리 제어가 가능한 적외선 터치스크린 장치를 제공하고자 하는 것이다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일실시 예에 따른 원거리 제어가 가능한 적외선 터치스크린 장치는 이미지를 투영할 수 있는 스크린과, 상기 스크린을 일정한 주기로 회전하며 적외선으로 스캔하도록 형성된 광스캐너와, 상기 스크린의 테두리에 형성되어 상기 광스캐너에서 출사되어 스크린을 스캔한 적외선을 도파하는 다수개의 도광바와, 상기 도광바를 통하여 도파된 적외선을 수광하여 적외선 파장의 증폭여부를 감지하는 수광부와, 상기 수광부에서 적외선 파장의 증폭이 감지될 시 상기 광스캐너의 회전각도로 상기 스크린의 터치위치를 검출하는 XY디코더 및 상기 스크린을 지시하여 터치점을 생성하는 인디케이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 인디케이터는 적외선 및 가시광선을 발광하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 광스캐너는 상기 스크린의 2이상의 모서리에 설치되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 광스캐너는 외부 전원이 공급되어 회전되는 모터 및 상기 모터로 공급되는 전원을 통하여 작동되는 발광소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 광스캐너는 상기 발광소자가 일측에 결합되어 상기 모터의 회전방향에 대응되게 회전되는 발광부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 광스캐너는 상기 스크린(100)과 대향되는 방향을 이루도록 고정 결합된 발광부 및 상기 모터와 발광부에 베어링을 통하여 개재되도록 결합되어 상기 모터의 회전방향에 대응되게 회전하며 상기 발광소자의 적외선을 상기 스크린의 방향으로 반사하는 반사기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 광스캐너는 상기 발광소자가 일측에 결합되어 상기 모터의 회전에 대응되게 회전하는 발광부 및 상기 발광소자의 외측을 감싸도록 결합되어 상기 발광소자의 적외선을 상기 스크린의 한 방향으로 안내하는 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 광스캐너는 상기 모터의 회전과 대응되게 회전하는 회전축과, 상기 회전축에 연결되어 회전축을 중심으로 회전하는 복수개의 반사기 및 상기 반사기로 적외선을 발광하도록 상기 발광소자가 일측에 결합된 발광부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 모터는 상호 마주보는 방향 또는 상호 반대되는 방향으로 다수개의 N극과 S극을 형성하는 회전판과, 상기 회전판의 일측에 대응되게 구비되어 전류의 흐름에 따라 자력을 형성하는 전자석을 포함하고, 상기 전자석에 전류가 공급될 시, 상기 전자석이 자성체로 변환된 후 상기 회전판의 N극과 S극을 회전시키며 자기장을 형성하게 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 발광소자는 상기 전자석에서 상기 회전판으로 전달되는 유도전류를 통하여 발광되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 도광바는 상기 광스캐너에서 출사되는 적외선이 스크린를 스캔하고 입사되는 입사면과, 상기 입사면과 대응되게 위치되어 입사면으로 입사되는 적외선을 산란시키는 산란면을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 입사면 또는 산란면은 상기 도광바의 길이방향으로 단차를 이루는 다수개의 절곡홈을 형성하며 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 절곡홈은 톱니형상을 이루도록 형성되고, 상기 절곡홈의 일측에는 상기 광스캐너를 통하여 출사되는 적외선이 상기 도광바로 인입될 시, 상기 도광바로 인입된 적외선의 방출을 방지하기 위한 반사층이 더 구비되어 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 도광바에는 상기 산란면의 외측부를 감싸도록 결합되는 반사판이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 원거리 제어가 가능한 적외선 터치스크린 장치는 인디케이터를 이용하여 물리적인 접촉 없이 원거리에서 터치를 할 수 있는 이점이 있다.

또한, 스크린의 크기증가에 상관없이 도광바와 수광부를 편리하게 설치하여 사용할 수 있음은 물론이고, 설치한 후에는 도광바와 수광부를 통하여 광스캐너로 부터 전달되는 적외선 빛을 스크린상에 원활하게 전달하고 감지할 수 있어 불필요한 설치비용이 증대되는 것을 방지하면서도 지속적이고 안정적인 사용이 가능하게 할 수 있다.

또한, 전자석에서 발생하는 유도전류가 발광소자의 전력으로 사용되므로 따로 전원이 필요하지 않고 전력소모를 감소시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 회전하는 광스캐너를 스크린의 모서리에서 설치하여 스캔하므로 3점 이상의 터치점이 접촉되어도 각각의 접촉위치를 정확하게 검출할 수 있는 이점이 있다.

또한, 복수개가 구비된 반사기가 회전하며 스크린을 스캔함으로써 반사기가 하나 형성될 경우보다 스캔하지 않는 텀을 줄여 더욱 정밀하게 터치점을 검출할 수 있는 이점이 있다.

도 1는 종래의 적외선 터치스크린 장치의 구성를 도시한 개략도.
도 2은 본 발명에 따른 원거리 제어가 가능한 적외선 터치스크린 장치를 도시한 개략도.
도 3는 본 발명에 따른 원거리 제어가 가능한 적외선 터치스크린 장치를 개략적으로 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 원거리 제어가 가능한 적외선 터치스크린 장치를 도시한 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 도광바의 구성을 도시한 평면도.
도 6은 본 발명에 따라 도광바에 반사판이 결합 된 상태를 도시한 사시도.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 광스캐너를 구비한 원거리 제어가 가능한 적외선 터치스크린 장치의 평면도.
도 8은 도 7에 적용된 제2실시예에 따른 광스캐너를 도시한 사시도.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 광스캐너를 구비한 원거리 제어가 가능한 적외선 터치스크린 장치의 평면도.
도 10은 도 9에 적용된 제3실시예에 따른 광스캐너를 도시한 사시도.
도 11은 본 발명의 제4실시예에 따른 광스캐너를 구비한 원거리 제어가 가능한 적외선 터치스크린 장치의 평면도.
도 12는 도 10에 적용된 제4실시예에 따른 광스캐너를 도시한 사시도.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 모터의 구성을 도시한 개략도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

상기 설명에 앞서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 2은 본 발명에 따른 원거리 제어가 가능한 적외선 터치스크린 장치를 도시한 개략도이고, 도 3는 본 발명에 따른 원거리 제어가 가능한 적외선 터치스크린 장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 원거리 제어가 가능한 적외선 터치스크린 장치를 도시한 평면도이다.

도 2 내지 도 4에서 보는 바와 같이, 본 발명은 이미지를 투영할 수 있는 스크린(100)과, 상기 스크린(100)을 일정한 주기로 회전하며 적외선으로 스캔한도록 형성된 광스캐너(200)와, 상기 스크린(100)의 테두리에 설치되어 상기 광스캐너(200)에서 출사되어 스크린(100)을 스캔한 적외선을 도파하는 다수개의 도광바(300)와, 상기 도광바(300)를 통하여 도파된 적외선을 수광하여 적외선 파장의 증폭여부를 감지하는 수광부(400)와, 상기 수광부(400)에서 적외선 파장의 증폭이 감지될 시 상기 광스캐너(200)의 회전각도로 상기 스크린(100)의 터치위치를 검출하는 XY디코더(500) 및 상기 스크린(100)을 지시하여 터치점을 생성하는 인디케이터(600)를 포함한다.

여기서, 상기 인디케이터(600)는 적외선이 방출되는 적외선 포인터로 상기 인디케이터(600)는 적외선을 상기 스크린(100)으로 방출하여 터치점을 생성시킬 수 있다. 이때, 적외선은 사람의 눈으로 확인되는 빛이 아니므로, 사용자의 편의를 위하여 상기 인디케이터(600)는 적외선 및 가시광선이 동일 지점으로 방출되도록 형성될 수 있다. 즉, 사용자의 눈에 보이는 가시광선의 터치점으로 눈에 보이지 않는 적외선의 터치점의 위치를 추정할 수 있게 된다.

또한, 상기 스크린(100)은 적외선 터치 스크린을 장착하기 위한 모니터의 전면에 위치되도록 설치되는 것으로서, 본 발명에서는 적외선 터치 스크린 장치의 모니터와 같은 역활을 하게 되는 것이다.

이러한 스크린(100)은 상기 스크린(100)의 전면에 강화유리, 강화플라스틱등이 결합되어 구성되는 것으로서 사용자가 손 또는 볼펜등을 통하여 상기 스크린(100)의 표면을 터치하는 경우에도 상기 스크린(100)의 표면이 손상되는 것을 방지할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 광스캐너는(200)는 상기 스크린(100)으로 직진성향을 갖는 적외선을 연속적으로 보낼 수 있도록 구성하는 것으로서 외부 전원이 공급되어 회전되는 모터(201)와, 상기 모터(201)로 공급되는 전원을 통하여 작동되는 발광소자(211)가 일측에 결합되어 상기 모터(201)의 회전 방향에 대응되게 회전되는 발광부(210)를 포함한다.

이때, 본 발명의 일실시예에서는 2개의 광스캐너(200)가 상기 스크린(100)의 2이상의 모서리에 설치하였으나, 동시에 3점 이상 다수의 접촉점을 구분하기 위하여 스크린(100)에 4개 이상의 광스캐너(200)가 설치 될 수 있다. 이러한 경우, 광스캐너(200)는 스크린(100)의 네모서리 또는 상하좌우 중간 지점에 설치될 수 있다.

여기서, 상기 발광부(210)는 상기 모터(201)와 수직축(미도시)을 중심으로 일방향으로 회전하도록 구성됨으로써 상기 모터(201)가 회전되는 경우에 상기 발광부(210)가 상기 모터(201)의 회전방향과 같은 방향으로 회전한다.

즉, 상기 발광부(210)가 회전함에 따라 상기 발광부(210)의 일측에 형성된 발광소자(211)에서 발광된 적외선이 상기 스크린(100)의 상,하 또는 좌,우 방향으로 방출되어 스크린(100)의 전면을 스캔할 수 있도록 구성되는 것이다.

여기서, 상기 모터(201)와 발광부(210)가 상기에서 설명한 바와 같이 회전방향이 동일하게 회전될 수 있도록 상호 결합되는 구성이라면 사용자의 선택에 따라 어떠한 결합 구성을 적용하여도 무방한 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 도광바의 구성을 도시한 평면도이고, 도 6은 본 발명에 따라 도광바에 반사판이 결합 된 상태를 도시한 사시도이다.

도 5 및 도 6에서 보는 바와 같이, 상기 도광바(300)는 상기 스크린(100)의 테두리에 설치되어 상기 광스캐너(200)에서 출사된 적외선을 수광부(400)로 도파하는 것이다.

이를 위하여 상기 도광바(300)는 상기 광스캐너(200)에서 출사되는 적외선이 스크린(100)을 스캔하고 입사되는 입사면(310)과, 상기 입사면(310)과 대응되게 위치되어 입사면(310)으로 입사되는 적외선을 산란시키는 산란면(320)을 포함한다.

상기 입사면(310)은 상기 스크린(100)과 인접한 부위에 위치하는 도광바(300)의 일측에 형성되고, 상기 산란면(320)은 상기 입사면(310)과 대응되는 상기 도광바(300)의 타측에 형성되는 것으로서 상기 광스캐너(200)에서 출사된 적외선이 상기 스크린(100)을 스캔하고 입사면(310)을 통과해 도광바(300)의 내측으로 입사된 후 반사되어 외부로 펴져나가지 않고 상기 산란면(320)을 통하여 산란되어 상기 수광부(400)로 향하도록 안내하는 것이다.

이때, 상기 도광바(310)는 적외선 파장에 대하여 전반사 특성이 양호한 PMMA(polymethylmethacrylate)을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 수광부(400)는 수광소자(410)가 구비되어 상기 광스캐너(200)의 발광소자(211)로부터 안내되는 적외선을 더욱 원활하게 수집할 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 도광바(300)는 상기에서 설명한 효율을 더욱 높이기 위하여, 상기 입사면(310) 또는 산란면(320)이 상기 도광바(300)의 길이방향으로 단차를 이루는 다수개의 절곡홈(311,321)을 형성하도록 구성된다. 이때, 절곡홈(311,321)은 상기 입사면(310)으로 입사되어 산란면(320)에 부딪히는 상기 광스캐너(200)의 적외선이 수광부(400)로 더욱 원활하게 안내될 수 있도록 구성하는 것으로서 상기 절곡홈(321)으로 인해 산란면(320)은 톱니 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 입사면(310)은 절곡홈(311)에 의해 상기 광스캐너(200)에서 출사된 적외선이 수직으로 입사될 수 있도록 형성됨으로써 도광바(300)의 내부로 원활하게 인입되고, 인입되는 적외선이 상기 산란면(320)의 절곡홈(321) 각도를 따라 원활하게 굴절되어 수광부(400)로 안내되도록 하기 위한 것이다.

더하여, 상기 도광바(300)의 입사면(310)에는 도광바(300) 내부로 인입된 적외선이 반사되어 스크린(100)상으로 유출되는 것을 방지하기 위한 반사층(311a)이 더 구성된다.

한편, 상기 도광바(300)는 상기 산란면(320)의 외측부를 감싸도록 결합되는 반사판(330)을 더 구비하여 구성함으로써 상기 도광바(300)로 인입되는 적외선의 외부 출사를 미연에 방지할 수도 있는 것이다.

이에 따라, 상기 광스캐너(200)를 통하여 상기 스크린(100)을 스캔하는 경우 상기 도광바(300)를 통하여 상기 광스캐너(200)의 적외선이 외부로 출사되는 것을 방지하며 상기 광스캐너(200)를 통한 상기 스크린(100)의 스캔 효율을 높일 수 있음은 물론이고, 상기 수광부(400)의 수광효율 또한 증가시킬 수 있게 되는 것이다.

그리고, 상기 수광부(400)는 상기 광스캐너(200)가 설치되지 않는 스크린(100)의 모서리에 설치될 수 있다. 여기서, 상기 수광부(400)는 상기 도광바(300)에 의해 도파되는 적외선을 수광하여 적외선 파장의 증폭여부를 감지한다.

또한, 상기 XY디코더(500)는 상기 수광부(400)에서 적외선 파장의 증폭이 감지될 시 상기 광스캐너(200)의 회전각도로 삼각측량에 의해 상기 스크린(100)의 터치위치를 검출할 수 있다.

한편, 상기에서와 같이 상기 광스캐너(200)의 발광소자(202)로부터 발광하는 적외선이 상기 스크린(100)을 원활하게 스캔한 후 상기 수광부(400)로 전달될 수 있게 하기 위한 구성에서 광스캐너(200)가 복수로 구성되기 때문에 각각의 광스캐너(200)에서 출사되는 적외선이 간섭을 일으켜 터치점을 찾지 못하는 경우가 생길 수 있다. 이때, 적외선이 서로 간섭하는 현상을 방지하기 위하여 시분할 방법 또는 주파수 분할 방법이 사용될 수 있다.

여기서, 시분할 방법은 제어부(미도시)로 각각의 발광소자(202)의 발광시간을 조절하여 격차를 두고 발광함으로써, 적외선간의 간섭을 줄이는 방법이고, 주파수 분할 방법은 설치되는 광스캐너(200)의 발광소자(202)가 각각 상이한 주파수를 갖는 레이저 빔을 발광하도록 구성하고, 이를 수광하는 수광부(400) 또한 각각 해당되는 주파수의 레이저 빔만을 수광하도록 구성함으로써, 적외선이 서로 간섭하는 현상을 방지할 수 있다.

또한, 상기와 같은 구성을 가진 원거리 제어가 가능한 적외선 터치스크린장치에 사용되는 광스캐너(200)는 후술하는 바와 같이 다른 변형된 실시예로 구성할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 광스캐너를 구비한 원거리 제어가 가능한 적외선 터치스크린 장치의 평면도이고, 도 8은 도 7에 적용된 제2실시예에 따른 광스캐너를 도시한 사시도이다.

본 발명의 제2실시예에 따른 광스캐너(200)는 도 7 및 도 8에서 보는 바와 같이, 상기 스크린(100)과 대향되는 방향을 이루도록 고정 결합된 발광부(220) 및
상기 발광부(220)의 일측에 결합된 발광소자(211)에서 방출되는 적외선을 상기 스크린(100)의 방향으로 반사하도록 된 반사기(223)을 포함하여 이루어지며,
상기 반사기(223)는 상기 모터(201)의 회전력을 전달받아 회전하는 수직축에 고정되고 상기 수직축은 상기 발광부에 베어링(B)으로 결합되어 고정된 발광부(220)를 중심으로 모터(201)의 구동에 따라 모터(201)와 동일 방향으로 회전하게 된다,
그리고, 상기 수직축은 모터(201)에 베어링(B)으로 결합되어 원활하게 회전된다.

이를 자세히 설명하면, 상기 모터(201)는 연결된 전선(L)을 통하여 외부전원이 공급되는 경우 수직축을 기준으로 회전하도록 구성되는 것이며, 상기 반사기(223)는 상기 모터(201)와 발광부(220)의 사이에 베어링(B)을 통하여 결합된 수직축에 연결 고정되어 상기 모터(201)의 회전에 따라 발광부(220)를 축으로 하여 회전되도록 결합 구성되는 것이다. 즉, 상기 모터(201)와 반사기(223)가 수직축을 기준으로 회전되도록 구성하고, 상기 발광부(220)는 별도의 고정바(222)를 통하여 견고하게 고정된 상태를 유지하여 상기 모터(201)와 반사기(223)가 회전하는 경우에도 상기 발광부(220)가 간섭하지 않도록 구성되는 것이다.

예컨대, 상기 발광부(220)의 일측에 설치되는 반사기(223)는 상기 발광소자(211)가 상기 스크린(100)과 대향되는 방향으로 발광하는 경우에도 상기 모터(201)와 대응되게 회전하는 반사기(230)를 통하여 상기 발광소자(211)에서 발광되는 적외선을 상기 스크린(100)의 방향으로 반사할 수 있게 되는 것이다.

이때, 상기 반사기(223)를 통하여 반사되는 발광소자(211)의 적외선이 상기 스크린(100)의 방향으로 원활하게 안내될 수 있도록 상기 발광부(220) 또는 반사기(223)가 길이방향으로 경사를 이루며 설치되는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 발광소자(211)에서 발산되는 적외선 적외선이 상기 반사기(223)로 전달된 후 상기 스크린(100)의 상, 하 좌우로 상기 반사기(223)를 통하여 반사되며 넓은 범위를 스캔할 수 있게 되는 것이다.

도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 광스캐너를 구비한 원거리 제어가 가능한 적외선 터치스크린 장치의 평면도이고, 도 10은 도 9에 적용된 제3실시예에 따른 광스캐너를 도시한 사시도이다.

본 발명의 제3실시예에 따른 광스캐너(200)는 도 9 및 도 10에서 보는 바와 같이, 상기 발광소자(211)가 일측에 결합되어 상기 모터(201)의 회전에 대응되게 회전하는 발광부(230) 및 상기 발광소자(211)의 외측을 감싸도록 결합되어 상기 발광소자(211)의 적외선을 상기 스크린(100)의 한 방향으로 안내하는 렌즈(231)를 더 포함한다.

즉, 상기 발광소자(211)의 외측을 감싸도록 렌즈(240)가 결합되어 상기 발광소자(211)의 적외선을 한점으로 집약할 수 있도록 형성되고, 상기 모터(201)의 회전에 대응되게 상기 발광부(230)가 회전함으로써 상기 스크린(100)을 스캔하도록 구성된다.

이때, 상기 렌즈(240)는 상기 스크린(100)의 표면으로 한점의 방향을 향하며 안내되도록 볼록렌즈를 사용하는 것이 바람직하다.

도 11은 본 발명의 제4실시예에 따른 광스캐너를 구비한 원거리 제어가 가능한 적외선 터치스크린 장치의 평면도이고, 도 12는 도 10에 적용된 제4실시예에 따른 광스캐너를 도시한 사시도이다.

본 발명의 제4실시예에 따른 광스캐너(200)는 도 11 및 도 12에서 보는 바와 같이, 상기 모터(201)의 회전과 대응되게 회전하는 회전축(241)과, 상기 회전축(241)에 연결되어 회전축(241)을 중심으로 회전하는 복수개의 반사기(242) 및 상기 반사기(242)로 적외선을 발광하도록 상기 발광소자(211)가 일측에 결합된 발광부(240)를 더 포함한다.

여기서, 상기 발광소자(211)는 스크린(100)의 일측에 설치될 수 있다.

즉, 스크린(100)의 일측에 설치된 상기 발광소자(211)에서 발광된 적외선이 회전축(241)에 연결되어 형성된 복수개의 반사기(242)에 전파되는데 상기 반사기(242)를 통하여 상기 스크린(100)의 방향으로 반사되어 스크린(100)으로 전파된다.

따라서, 상기 반사기(242)가 좌측 또는 우측 중 일방향으로 회전하며 상기 발광소자(211)에서 발광되는 적외선을 스크린(100)으로 반사하므로 스크린(100)의 전영역을 스캔할 수 있게 된다.

상기와 같이 반사기(242)가 복수개인 경우 스크린(100)의 양측에 형성된 광스캐너(200)의 반사기(242)에서 반사된 적외선이 엇갈려 반사되도록 회전 시작시 회전축(241)의 각도를 다르게 설치하거나, 양측에 형성된 광스캐너(200)의 회전 순서를 다르게 하여 반사기(242)에서 반사되는 적외선이 서로 간섭되는 것을 방지할 수 있다.

상술한 실시예들을 적용한 상기 광스캐너(200)의 발광소자(211)는 상기 스크린(100)의 방향으로 적외선을 연속적으로 보낼 수 있도록 구성되는 것으로서 본 발명에서는 발광 다이오드를 사용하는 것이 바람직하다.

특히, 상기에서는 상기 발광소자(211)가 상기 모터(201)로 공급되는 외부전원을 통하여 발광되도록 설명하였지만, 상기 발광소자(211)는 사용자의 선택에 따라 도 13에서 도시한 모터(201)의 다른 구성을 통하여 상기 발광소자(211)가 발광 되도록 구성될 수 있다.

도 13에서 보는 바와 같이, 상기 모터(201)는 상호 마주보는 방향 또는 상호 반대되는 방향으로 다수개의 N극과 S극을 형성하는 복수개의 회전판(202)과, 상기 회전판(202)의 일측에 대응되게 구비되어 전류의 흐름에 따라 자력을 형성하는 복수개의 전자석(203)을 포함한다.

즉, 상기 전자석(203)에 외부전원이 공급되게 되면 상기 전자석(203)이 자성체로 변환되게 되고, 이에 따라 상기 회전판(202)이 대향되는 전자석(203)의 자기장에 의해 회전판(202)이 회전하게 되어 상기 발광부(210,220,230)가 회전하게 됨과 동시에, 상기 회전판(202)과 전자석(203)의 사이에 발생하는 자기장의 변화를 통하여 생성되는 유도전류를 이용하여 상기 발광소자(211)를 발광시킬 수 있게 되는 것이다.

이때, 상기 회전판(202)의 외측부와 상기 전자석(203)에는 사용자의 선택에 따라 다수 회 권취되는 코일(C)이 구비될 수 있다. 또한, 사용자의 선택에 따라 상기 전자석(212)의 철심 또는 권취되는 코일(C)의 크기 및 개수는 적절하게 변경하여 구성할 수 있다.

예컨대, 상술한 모터(201)와 발광소자(211)에 공급되는 전원은 사용자의 선택에 따라 상기 모터(201)와 발광소자(211)에 전선(L)을 연결하여 직접적으로 전원이 공급되도록 구성할 수 있음은 물론이고, 상기에서와 같이, 상기 회전판(202)과 전자석(203)에 권취된 코일(C)의 사이에 발생되는 유도전류로 상기 코일(C)과 전기적으로 상기 발광소자(211)를 연결 구성하여 상기 발광소자(211)를 발광시키도록 구성함으로써, 전자석(212)에서 발생하는 유도전류가 발광소자(211)의 전력으로 사용되므로 따로 전원이 필요하지 않고 전력소모를 감소시킬 수 있는 이점이 있다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예에 의한 원거리 제어가 가능한 적외선 터치스크린 장치의 동작을 설명하면 광스캐너(200)의 발광부(220)에 구비된 발광소자(202)에서 발광된 적외선이 모터(201)와 수직축을 중심으로 회전하면서 스크린(100)으로 방출되어 스크린(100)의 전영역을 스캔하게 된다. 여기서, 스크린(100) 스캔한 적외선이 도광바(300)의 입사면(310)을 통해 도광바(300)의 내부로 입사되고 산란면(320)에 의해 산란되어 내부반사로 도광바(300)의 일단에 형성된 수광부(400)에 수광되어 적외선 파장의 증폭여부를 판별하게 된다. 이때, 인디케이터(600)로 스크린(100)상으로 적외선을 방출하여 터치점을 생성하면 광스캐너(200)에서 방출된 적외선과 간섭을 일으켜 적외선의 파장이 증폭되게 된다. 즉, 인디케이터(600)에서 방출된 적외선에 의해 터치점이 생성된 영역을 광스캐너(200)에서 방출된 적외선이 통과하게 되면 간섭에 의해 적외선의 파장이 증폭되고 증폭된 적외선이 수광부(400)에 수광되면 증폭이 일어난 순간의 광스캐너(200)의 회전각도를 이용하여 XY디코더에서 삼각측량에 의해 터치위치를 검출하게 된다.

따라서, 상기와 같은 동작을 통하여 본 발명의 실시예에 따른 원거리 제어가 가능한 적외선 터치스크린 장치는 스크린의 크기증가에 상관없이 도광바와 수광부를 편리하게 설치하여 사용할 수 있음은 물론이고, 설치한 후에는 도광바와 수광부를 통하여 광스캐너로 부터 전달되는 적외선을 스크린상에 원활하게 전달하고 터치점을 감지할 수 있어 불필요한 설치비용이 증대되는 것을 방지하면서도 지속적이고 안정적인 사용이 가능하게 할 수 있고, 인디케이터를 이용하여 스크린상에 터치점을 생성함으로써 물리적인 접촉 없이 원거리에서 터치를 할 수 있는 이점이 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 요지 또는 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개량 및 변경될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자에게 있어서 자명할 것이다.

100: 스크린 200: 광스캐너
201: 모터 202: 회전판
203: 전자석 210: 발광부
211: 발광소자 230: 반사기
300: 도광바 310: 입사면
311,321: 절곡홈 311a: 반사층
320: 산란면 330: 반사판
400: 수광부 500: XY디코더
600: 인디케이터 B: 베어링
C: 코일 L: 전선

Claims (14)

1. 이미지를 투영할 수 있는 스크린(100)과,
   상기 스크린(100)을 일정한 주기로 회전하며 적외선으로 스캔하도록 형성된 광스캐너(200)와,
   상기 스크린(100)의 테두리에 형성되어 상기 광스캐너(200)에서 출사되어 스크린(100)을 스캔한 적외선을 도파하는 다수개의 도광바(300)와,
   상기 도광바(300)를 통하여 도파된 적외선을 수광하여 적외선 파장의 증폭여부를 감지하는 수광부(400)와,
   상기 수광부(400)에서 적외선 파장의 증폭이 감지될 시 상기 광스캐너(200)의 회전각도로 상기 스크린(100)의 터치위치를 검출하는 XY디코더(500) 및
   상기 스크린(100)을 지시하여 터치점을 생성하는 인디케이터(600)를 포함하는 것을 특징으로 하는 원거리 제어가 가능한 적외선 터치스크린 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 인디케이터(600)는 적외선 및 가시광선을 발광하는 것을 특징으로 하는 원거리 제어가 가능한 적외선 터치스크린 장치.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 광스캐너(200)는 상기 스크린(100)의 2이상의 모서리에 설치되는 것을 특징으로 하는 원거리 제어가 가능한 적외선 터치스크린 장치.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 광스캐너(200)는
   외부 전원이 공급되어 회전되는 모터(201) 및
   상기 모터(201)로 공급되는 전원을 통하여 작동되는 발광소자(211); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 원거리 제어가 가능한 적외선 터치 스크린 장치.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 광스캐너(200)는
   상기 발광소자(211)가 일측에 결합되어 상기 모터(201)의 회전 방향에 대응되게 회전되는 발광부(210)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원거리 제어가 가능한 적외선 터치 스크린 장치.
   
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 광스캐너(200)는
   상기 스크린(100)과 대향되는 방향을 이루도록 고정 결합된 발광부(220) 및
   상기 발광부(220)의 일측에 결합된 발광소자(211)에서 방출되는 적외선을 상기 스크린(100)의 방향으로 반사하도록 된 반사기(223)을 포함하여 이루어지며,
   상기 반사기(223)는 상기 모터(201)의 회전력을 전달받아 회전하는 수직축에 고정되고 상기 수직축은 상기 발광부(220)에 베어링(B)으로 결합되어 고정된 발광부(220)를 중심으로 모터(201)의 구동에 따라 모터(201)와 동일 방향으로 회전하도록 된 것을 특징으로 하는 원거리 제어가 가능한 적외선 터치 스크린 장치.
   
7. 청구항 4에 있어서,
   상기 광스캐너(200)는
   상기 발광소자(211)가 일측에 결합되어 상기 모터(201)의 회전에 대응되게 회전하는 발광부(230) 및
   상기 발광소자(211)의 외측을 감싸도록 결합되어 상기 발광소자(211)의 적외선을 상기 스크린(100)의 한 방향으로 안내하는 렌즈(231)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원거리 제어가 가능한 적외선 터치스크린 장치.
   
8. 청구항 4에 있어서,
   상기 광스캐너(200)는
   상기 모터(201)의 회전과 대응되게 회전하는 회전축(241)과,
   상기 회전축(241)에 연결되어 회전축(241)을 중심으로 회전하는 복수개의 반사기(242) 및
   상기 반사기(242)로 적외선을 발광하도록 상기 발광소자(211)가 일측에 결합된 발광부(240)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원거리 제어가 가능한 적외선 터치스크린 장치.
   
9. 청구항 4에 있어서,
   상기 모터(201)는
   상호 마주보는 방향 또는 상호 반대되는 방향으로 다수개의 N극과 S극을 형성하는 회전판(202)과,
   상기 회전판(202)의 일측에 대응되게 구비되어 전류의 흐름에 따라 자력을 형성하는 전자석(203)을 포함하고,
   상기 전자석(203)에 전류가 공급될 시, 상기 전자석(203)이 자성체로 변환된 후 상기 회전판(202)의 N극과 S극을 회전시키며 자기장을 형성하게 구성되는 것을 특징으로 하는 원거리 제어가 가능한 적외선 터치스크린 장치.
   
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 발광소자(211)는 상기 전자석(203)에서 상기 회전판(202)으로 전달되는 유도전류를 통하여 발광되는 것을 특징으로 하는 원거리 제어가 가능한 적외선 터치스크린 장치.
    
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 도광바(300)는
    상기 광스캐너(200)에서 출사되는 적외선이 스크린(100)를 스캔하고 입사되는 입사면(310)과,
    상기 입사면(310)과 대응되게 위치되어 입사면(310)으로 입사되는 적외선을 산란시키는 산란면(320)을 포함하는 것을 특징으로 하는 원거리 제어가 가능한 적외선 터치스크린 장치.
    
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 입사면(310) 또는 산란면(320)은
    상기 도광바(300)의 길이방향으로 단차를 이루는 다수개의 절곡홈(311,321)을 형성하며 구성되는 것을 특징으로 하는 원거리 제어가 가능한 적외선 터치스크린 장치.
    
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 절곡홈(311,321)은 톱니형상을 이루도록 형성되고,
    상기 절곡홈(311,321)의 일측에는 상기 광스캐너(200)를 통하여 출사되는 적외선이 상기 도광바(300)로 인입될 시, 상기 도광바(300)로 인입된 적외선의 방출을 방지하기 위한 반사층(311a)이 더 구비되어 구성되는 것을 특징으로 하는 원거리 제어가 가능한 적외선 터치스크린 장치.
    
14. 청구항 13에 있어서,
    상기 도광바(300)에는
    상기 산란면(320)의 외측부를 감싸도록 결합되는 반사판(330)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 원거리 제어가 가능한 적외선 터치스크린 장치.

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