KR101205113B1 - 광학멀티터치 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명에서는 기존에 존재했던 광학멀티터치 시스템에서 센서가 오브젝트를 감지하는 것을 적외선 이미지 센서의 멀티 라인으로 오브젝트를 감지하는 광학멀티 터치 시스템이다. 슬릿 렌즈를 구성하여 이미지 센서의 시야각을 바닥 부분만을 볼 수 있도록 하고 이미지센서의 멀티 라인으로 오브젝트가 스크린에 가까워질수록 이미지센서의 멀티 라인을 하나씩 가리게 되는데, 이때 라인 하나씩 가려지는 것을 이용하여 오브젝트가 스크린 바닥에 닿았는지 아닌 지를 감지하는 방법이다. 본 발명에서는 이와 같이 센서가 멀티 라인으로 오브젝트를 감지하는 방법에 대해 제시한다.
Description
본 발명에서 제시하는 것은 광학멀티터치 시스템에 있어서 오브젝트의 디텍트를 멀티라인 이미지 센서를 통해 터치 모션의 높은 정확도를 나타내기 위한 광학멀티터치 시스템에 관한 것이다. 스크린에 터치를 하더라도 근접으로 나타나는 현상을 마치 진접으로 판단하는 것을 막기 위해서 이미지 센서에 멀티 라인을 추가하였다. 이 멀티라인은 오브젝트(사용자)가 스크린에 디텍트할 때 가려지는 빛의 양이 라인을 하나씩 가림으로 인해 근접인지 혹은 진접인지 판단하는 것이다.
광학멀티터치 시스템은 이미지 센서와 렌즈를 이용하여 구성될 수 있다.
광으로서 인가의 눈에 느껴지는 가시광선(파장 400~760nm)을 중심으로 한 자외선(100~760nm) 및 근적외선(760~2000nm)은 산업, 과학 등 많은 분야에서 밀착하고 있다. 이러한 빛을 검출하여 전기 신호로 변환시키는 센서는 그 필요성 때문에 재료, 형태, 동작원리 등이 서로 다른 것이 목적에 응해 개발사용에 따라 요구를 만족시키기 위해 수많은 연구 개량이 행해지고 있고, 실생활에서도 밀착되고 있다.
적외선 이미지 센서는 바코드를 읽기 위한 센서로 설계되었기 때문에 시야각이 좁은 단점이 있다. 때문에 이를 위한 대책으로 슬릿 렌즈를 사용할 필요가 있다.
광으로서 인가의 눈에 느껴지는 가시광선(파장 400~760nm)을 중심으로 한 자외선(100~760nm) 및 근적외선(760~2000nm)은 산업, 과학 등 많은 분야에서 밀착하고 있다. 이러한 빛을 검출하여 전기 신호로 변환시키는 센서는 그 필요성 때문에 재료, 형태, 동작원리 등이 서로 다른 것이 목적에 응해 개발사용에 따라 요구를 만족시키기 위해 수많은 연구 개량이 행해지고 있고, 실생활에서도 밀착되고 있다.
적외선 이미지 센서는 바코드를 읽기 위한 센서로 설계되었기 때문에 시야각이 좁은 단점이 있다. 때문에 이를 위한 대책으로 슬릿 렌즈를 사용할 필요가 있다.
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본 발명에서는 광학멀티터치 시스템에서 정확도가 높은 터치 구현과 오브젝트 인식을 위해 슬릿 렌즈가 구비되고, 적외선 이미지 센서의 멀티 라인으로 오브젝트를 감지하는 광학멀티터치 시스템을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예의 광학멀티터치 시스템은, 스크린의 가장자리에 부착된 반사시트에 의해 난반사되는 빛이 입사되는 슬릿 렌즈; 및 상기 슬릿 렌즈를 통과한 빛을 입사 받아 상기 스크린에 접근하는 오브젝트를 검출하는 적외선 이미지 센서; 를 포함한다.
또한, 상기 적외선 이미지 센서는, 다수개의 열을 포함하고, 상기 다수개의 열 각각은 다수개의 화소(pixel)을 포함하되, 상기 다수개의 열 모두가 상기 오브젝트에 의해 입사하는 빛이 가려지면 상기 오브젝트가 진접한 것으로 판단하고, 상기 다수개의 열 중 일부가 상기 오브젝트에 의해 입사하는 빛이 가려지면 상기 오브젝트가 근접한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 적외선 이미지 센서는, 다수개의 열을 포함하고, 상기 다수개의 열 각각은 다수개의 화소(pixel)을 포함하되, 상기 다수개의 열 모두가 상기 오브젝트에 의해 입사하는 빛이 가려지면 상기 오브젝트가 진접한 것으로 판단하고, 상기 다수개의 열 중 일부가 상기 오브젝트에 의해 입사하는 빛이 가려지면 상기 오브젝트가 근접한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 일실시예의 광학멀티터치 시스템에 따르면, 정확도가 높은 터치 구현과 오브젝트 인식이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 조립된 슬릿 렌즈의 일실시예.
도 2는 도 1 중 슬릿 렌즈의 구성도.
도 3은 일반 렌즈와 본 발명의 일실시예에 따른 슬릿 렌즈의 실제 사진
도 4는 슬릿 렌즈에 입사된 빛의 굴절되는 일실시예.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 멀티 라인의 적외선 이미지 센서.
도 6은 적외선 이미지 센서와 슬릿 렌즈의 조합의 일실시예.
도 7은 도 5의 적외선 이미지 센서가 오브젝트에 의해 가려지는 모습의 일실시예.
도 2는 도 1 중 슬릿 렌즈의 구성도.
도 3은 일반 렌즈와 본 발명의 일실시예에 따른 슬릿 렌즈의 실제 사진
도 4는 슬릿 렌즈에 입사된 빛의 굴절되는 일실시예.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 멀티 라인의 적외선 이미지 센서.
도 6은 적외선 이미지 센서와 슬릿 렌즈의 조합의 일실시예.
도 7은 도 5의 적외선 이미지 센서가 오브젝트에 의해 가려지는 모습의 일실시예.
도 1과 도 2는 각각 본 발명에 따른 조립된 슬릿 렌즈의 일실시예 및 도 1 중 슬릿 렌즈(10)의 구성도를 나타낸다. 도 1 및 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이 각 종류가 다른 렌즈를 위 아래 수평으로 얇게 자른 후 수평으로 일직선이 되도록 각 렌즈를 정렬한다. 좀더 자세히 설명하자면, 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이 오목 렌즈와 볼록 렌즈가 서로 겹쳐 6개가 정렬되어 있고, 적외선 이미지 센서(IR image sensor)(40)가 위치할 오른쪽에는 필터(Filter)(30)가 위치한다. 또한 도 2의 아래에 도시한 도면은 슬릿 렌즈(10)의 측면도로, 슬릿 렌즈(10)의 두께를 표현한 것이다.
다음으로, 도 3은 일반 렌즈와 본 발명의 일실시예에 따른 슬릿 렌즈(10)의 실제 사진이다.
도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 슬릿 렌즈(10)와 일반 렌즈는 외관 및 용도면에서 모두 다르다. 즉, 일반 렌즈는 안경이나 사진기에서 많이 쓰이는 반면, 본 발명의 슬릿 렌즈(10)는 구면 또는 비구면 렌즈의 조합 또는 혼합의 형태로 센서에서 빛을 받아들여 오브젝트(Object, 대상물)의 터치를 판별하는 용도로 사용된다.
본 발명의 바람직한 일실시예의 광학멀티터치 시스템은, 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이 필터(30)가 있음으로 인해 빛이 반사되어 들어오면 슬릿 렌즈(10)의 크기와 적외선 이미지 센서(40)의 크기에 맞게 빛이 다른 곳으로 꺾여 도출되지 않도록 필터링하여 최종적으로 적외선 이미지 센서(40)에 빛을 비춰주는 역할을 한다.
도 4의 필터(30) 옆에 있는 것은 필터(30)와 적외선 이미지 센서(40)와의 간격을 나타낸 것이다. 도 4에서 가운데 붉은 선으로 표시한 것은 빛이 가운데로 비추어 졌을 때의 상황으로, 가장 왼쪽에 있는 렌즈에서부터 빛이 들어오는데 빛이 들어오면 오목 렌즈와 볼록 렌즈를 통해 들어오는 빛의 굴절과 필터(30)와 적외선 이미지 센서(40)를 통해 이를 인식하기까지 순서를 나타낸 것이다.
또한, 빛의 입사 위치를 기준으로 가장 마지막에 있는 렌즈, 즉 필터(30) 및 적외선 이미지 센서(40)에 가장 근접한 위치에 배치된 렌즈의 형상이 둥근 형태가 완만하기 때문에 빛이 옆으로도 들어올 수 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 멀티 라인의 적외선 이미지 센서(40)를, 도 6은 적외선 이미지 센서(40)와 슬릿 렌즈(10)를 조립한 예를 각각 나타낸다.
다음으로, 도 7은 도 5의 적외선 이미지 센서(40)가 오브젝트에 의해 가려지는 모습의 일실시예를 나타낸다. 즉, 스크린 상단 양측에는 도 6에서와 같이 적외선 이미지 센서(40)와 슬릿 렌즈(10)의 조립품이 하나씩 장착되어 있고, 스크린 가장자리에는 반사시트가 부착되어 있다. 이러한 형태로 대형(60 inch) 또는 중형(40 inch) 스크린이 구성될 수 있다.
도 5 및 도 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에서의 멀티 라인은 적외선 이미지 센서(40)가 다수의 열(Row)로 배치된 것을 의미한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 적외선 이미지 센서(40)는 4개의 열(4ROW)로 구성되어 있는데, 오브젝트의 끝이 스크린에 가까워질수록 4개의 열(4ROW)은 위에서부터 하나의 열씩 가려지게 된다. 이때 슬릿 렌즈(10)에서는 반사시트에 의해 난반사되는 빛을 받아들이고, 이 빛이 필터에 의해 필터링을 거쳐서 최종적으로 적외선 이미지 센서(40)에 도달하게 된다.
도 7에 의해 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 오브젝트의 검출(디텍트) 방법에 대해 좀 더 자세히 설명하기로 하겠다. 도 7의 적외선 이미지 센서(40)의 4개의 열(4ROW)을 각각 위로부터 아래부터 제 1 열(32pixel), 제 2 열(4pixel), 제 3 열(4pixel), 제 4 열(4pixel)이라 하자. 이렇게 구성된 멀티 라인의 적외선 이미지 센서로 스크린에 오브젝트가 검출했는지의 여부를 근접 및 진접으로 판단하게 되는데, 근접은 4개의 열 중에서 제 1열, 제 2 열 또는 제 3열만 가려져 있을 경우 이를 근접으로 판단한다. 이는 오브젝트가 4개의 열 모두가 가려진 것이 아니더라도 제 1 열에서 제 3 열까지 가려진 것이므로 오브젝트가 검출된 것으로 보고 근접이라 판단한 것이다.
반대로 진접의 경우는 근접의 경우와 반대로 4개의 열 모두가 빛이 가려진 상태다. 이는 오브젝트가 4개의 열 모두 가렸기 때문에 오브젝트가 스크린에 완전히 검출된 상태이고, 따라서 진접으로 판단하게 되는 것이다.
다음으로, 도 3은 일반 렌즈와 본 발명의 일실시예에 따른 슬릿 렌즈(10)의 실제 사진이다.
도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 슬릿 렌즈(10)와 일반 렌즈는 외관 및 용도면에서 모두 다르다. 즉, 일반 렌즈는 안경이나 사진기에서 많이 쓰이는 반면, 본 발명의 슬릿 렌즈(10)는 구면 또는 비구면 렌즈의 조합 또는 혼합의 형태로 센서에서 빛을 받아들여 오브젝트(Object, 대상물)의 터치를 판별하는 용도로 사용된다.
본 발명의 바람직한 일실시예의 광학멀티터치 시스템은, 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이 필터(30)가 있음으로 인해 빛이 반사되어 들어오면 슬릿 렌즈(10)의 크기와 적외선 이미지 센서(40)의 크기에 맞게 빛이 다른 곳으로 꺾여 도출되지 않도록 필터링하여 최종적으로 적외선 이미지 센서(40)에 빛을 비춰주는 역할을 한다.
도 4의 필터(30) 옆에 있는 것은 필터(30)와 적외선 이미지 센서(40)와의 간격을 나타낸 것이다. 도 4에서 가운데 붉은 선으로 표시한 것은 빛이 가운데로 비추어 졌을 때의 상황으로, 가장 왼쪽에 있는 렌즈에서부터 빛이 들어오는데 빛이 들어오면 오목 렌즈와 볼록 렌즈를 통해 들어오는 빛의 굴절과 필터(30)와 적외선 이미지 센서(40)를 통해 이를 인식하기까지 순서를 나타낸 것이다.
또한, 빛의 입사 위치를 기준으로 가장 마지막에 있는 렌즈, 즉 필터(30) 및 적외선 이미지 센서(40)에 가장 근접한 위치에 배치된 렌즈의 형상이 둥근 형태가 완만하기 때문에 빛이 옆으로도 들어올 수 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 멀티 라인의 적외선 이미지 센서(40)를, 도 6은 적외선 이미지 센서(40)와 슬릿 렌즈(10)를 조립한 예를 각각 나타낸다.
다음으로, 도 7은 도 5의 적외선 이미지 센서(40)가 오브젝트에 의해 가려지는 모습의 일실시예를 나타낸다. 즉, 스크린 상단 양측에는 도 6에서와 같이 적외선 이미지 센서(40)와 슬릿 렌즈(10)의 조립품이 하나씩 장착되어 있고, 스크린 가장자리에는 반사시트가 부착되어 있다. 이러한 형태로 대형(60 inch) 또는 중형(40 inch) 스크린이 구성될 수 있다.
도 5 및 도 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에서의 멀티 라인은 적외선 이미지 센서(40)가 다수의 열(Row)로 배치된 것을 의미한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 적외선 이미지 센서(40)는 4개의 열(4ROW)로 구성되어 있는데, 오브젝트의 끝이 스크린에 가까워질수록 4개의 열(4ROW)은 위에서부터 하나의 열씩 가려지게 된다. 이때 슬릿 렌즈(10)에서는 반사시트에 의해 난반사되는 빛을 받아들이고, 이 빛이 필터에 의해 필터링을 거쳐서 최종적으로 적외선 이미지 센서(40)에 도달하게 된다.
도 7에 의해 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 오브젝트의 검출(디텍트) 방법에 대해 좀 더 자세히 설명하기로 하겠다. 도 7의 적외선 이미지 센서(40)의 4개의 열(4ROW)을 각각 위로부터 아래부터 제 1 열(32pixel), 제 2 열(4pixel), 제 3 열(4pixel), 제 4 열(4pixel)이라 하자. 이렇게 구성된 멀티 라인의 적외선 이미지 센서로 스크린에 오브젝트가 검출했는지의 여부를 근접 및 진접으로 판단하게 되는데, 근접은 4개의 열 중에서 제 1열, 제 2 열 또는 제 3열만 가려져 있을 경우 이를 근접으로 판단한다. 이는 오브젝트가 4개의 열 모두가 가려진 것이 아니더라도 제 1 열에서 제 3 열까지 가려진 것이므로 오브젝트가 검출된 것으로 보고 근접이라 판단한 것이다.
반대로 진접의 경우는 근접의 경우와 반대로 4개의 열 모두가 빛이 가려진 상태다. 이는 오브젝트가 4개의 열 모두 가렸기 때문에 오브젝트가 스크린에 완전히 검출된 상태이고, 따라서 진접으로 판단하게 되는 것이다.
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10 : 슬릿 렌즈, 20 : 렌즈 조립판
30 : 필터, 40 : 적외선 이미지 센서
41 : 적외선 이미지 센서의 제 1 열
42 : 적외선 이미지 센서의 제 2 열
43 : 적외선 이미지 센서의 제 3 열
44 : 적외선 이미지 센서의 제 4 열
30 : 필터, 40 : 적외선 이미지 센서
41 : 적외선 이미지 센서의 제 1 열
42 : 적외선 이미지 센서의 제 2 열
43 : 적외선 이미지 센서의 제 3 열
44 : 적외선 이미지 센서의 제 4 열
Claims (6)
- 스크린의 가장자리에 부착된 반사시트에 의해 난반사되는 빛이 입사되는 슬릿 렌즈; 및
상기 슬릿 렌즈를 통과한 빛을 입사 받아 상기 스크린에 접근하는 오브젝트를 검출하는 적외선 이미지 센서;를 포함하되,
상기 슬릿 렌즈는,
가로 길이가 세로 길이 보다 긴 것을 특징으로 하는 광학멀티터치 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 적외선 이미지 센서는,
다수개의 열을 포함하고, 상기 다수개의 열 각각은 다수개의 화소(pixel)를 포함하되,
상기 다수개의 열 모두가 상기 오브젝트에 의해 입사하는 빛이 가려지면 상기 오브젝트가 진접한 것으로 판단하고, 상기 다수개의 열 중 일부가 상기 오브젝트에 의해 입사하는 빛이 가려지면 상기 오브젝트가 근접한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 광학멀티터치 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 적외선 이미지 센서의 상기 다수개의 열 중에서, 상기 오브젝트에 의해 입사하는 빛이 가장 먼저 가려지는 열에 포함된 화소의 수가 가장 많은 것을 특징으로 하는 광학멀티터치 시스템. - 제 1 항 또는 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 슬릿 렌즈는,
하나 이상의 오목 렌즈와 하나 이상의 볼록 렌즈를 겹쳐서 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 광학멀티터치 시스템. - 제 1 항 또는 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광학멀티터치 시스템은,
상기 슬릿 렌즈와 상기 적외선 이미지 센서와의 사이에 상기 슬릿 렌즈로부터의 빛을 필터링하는 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학멀티터치 시스템. - 제 1 항 또는 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 슬릿 렌즈와 상기 적외선 센서는 일체로서 조립되어 상기 스크린의 상단 양측에 각각 장착되는 것을 특징으로 하는 광학멀티터치 시스템.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR20100023989A KR101205113B1 (ko) | 2010-03-17 | 2010-03-17 | 광학멀티터치 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20100023989A KR101205113B1 (ko) | 2010-03-17 | 2010-03-17 | 광학멀티터치 시스템 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20110104850A KR20110104850A (ko) | 2011-09-23 |
| KR101205113B1 true KR101205113B1 (ko) | 2012-11-26 |
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ID=45418938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR20100023989A KR101205113B1 (ko) | 2010-03-17 | 2010-03-17 | 광학멀티터치 시스템 |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101205113B1 (ko) |
Families Citing this family (1)
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| AU2012346379B2 (en) * | 2011-11-28 | 2015-12-24 | Neonode Inc. | Optical elements with alternating reflective lens facets |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100804815B1 (ko) | 2007-09-10 | 2008-02-20 | (주)컴버스테크 | 외란광에 강한 적외선 카메라를 이용한 터치스크린 |
| US20080111796A1 (en) | 2006-11-10 | 2008-05-15 | Rpo Pty Limited | Planar Waveguide Lens Design |
-
2010
- 2010-03-17 KR KR20100023989A patent/KR101205113B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080111796A1 (en) | 2006-11-10 | 2008-05-15 | Rpo Pty Limited | Planar Waveguide Lens Design |
| KR100804815B1 (ko) | 2007-09-10 | 2008-02-20 | (주)컴버스테크 | 외란광에 강한 적외선 카메라를 이용한 터치스크린 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20110104850A (ko) | 2011-09-23 |
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