KR101315305B1 - 지시물체 위치인식장치 - Google Patents

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KR101315305B1
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Abstract

본 발명은 지시물체 위치인식장치에 관한 것으로, 본 발명은 디스플레이 패널의 화면 둘레에 구비되며, 입사된 빛을 회귀 반사시키는 회귀반사부재; 가상의 평면상에 빛을 방사상으로 조사하고, 상기 조사된 빛이 상기 회귀반사부재에 의해 회귀 반사된 빛을 감지하는 스캔 어셈블리; 상기 스캔 어셈블리에서 조사되는 빛과 감지되는 빛을 기초로 하여 상기 화면의 임의 위치를 지시하는 물체의 위치를 산출하는 제어유닛을 포함하며, 상기 스캔 어셈블리는 케이싱; 상기 케이싱에 구비되며, 빛을 상기 화면과 평행한 방향으로 조사하고 그 조사된 빛을 화면의 전후 방향으로 굴절시키는 빛 조사유닛; 상기 빛 조사유닛에서 조사된 빛을 상기 회귀반사부재로 반사시키는 빛 분사유닛; 상기 회귀반사부재를 통해 회귀 반사된 빛을 검출하는 빛 검출유닛을 포함한다. 본 발명에 따르면, 디스플레이 장치 화면의 임의의 위치에 물체가 지시되거나 접촉될 때 화면상 물체의 위치를 정확하게 인식할 수 있을 뿐만 아니라 디스플레이 패널 뒤쪽으로 부품을 튀어나오는 것을 방지한다.

Description

지시물체 위치인식장치{APPARATUS FOR SENSING THE POSITION OF AN OBJECT}
본 발명은 지시물체 위치인식장치에 관한 것이다.
디스플레이 장치는, 컴퓨터 모니터, 텔레비전 모니터, 모바일폰 등, 화면을 표시하는 제품에 사용된다. 디스플레이 장치는 액정표시소자(LCD; Liquid crystal display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP; Plasma display panel), 진공형광소자(VFD) 등이 있다.
디스플레이 장치에서 화면상 임의의 위치를 물체로 지시(또는 접촉)할 때 화면상 물체의 위치를 인식하는 방법들은, 저항값의 변화를 감지하여 물체의 위치를 인식하는 방법, 정전 용량의 변화를 감지하여 물체의 위치를 인식하는 방법, 광센서를 이용하여 물체의 위치를 인식하는 방법 등 다양한 방법이 개발되고 있다.
도 1은 광센서를 이용하여 물체의 위치를 인식하는 장치(이하, 지시물체 위치인식장치라 함)의 일예가 구비된 디스플레이 장치의 일예를 도시한 정면도이다. 도 2는 상기 지시물체 위치인식장치의 일예를 도시한 평면도이다.
도 1, 2에 도시한 바와 같이, 먼저, 상기 디스플레이 장치(100)는 정보를 표시하는 디스플레이 패널(110)과, 디스플레이 패널(110)을 감싸는 하우징(120)을 포함한다. 하우징(120)은 전면 프레임(121)과 후면 커버(미도시)를 포함한다. 전면 프레임(120)은 디스플레이 패널(110)의 가운데 영역인 화면(screen)(S)이 노출되도록 디스플레이 패널(110)의 가장자리를 커버한다.
상기 지시물체 위치인식장치의 일예로, 디스플레이 패널(110)의 화면 둘레에 위치하여 빛을 회귀 반사시키는 회귀 반사부재(200)와, 디스플레이 패널(110)의 상단에 구비되어 빛을 조사하고 그 조사된 빛이 상기 회귀 반사부재(200)에 회귀 반사되는 빛을 검출하는 스캔 어셈블리(300)와, 스캔 어셈블리(300)에서 조사된 빛과 상기 회귀반사부재(200)에 의해 회귀 반사된 빛을 기초로 하여 화면상의 지시물체의 위치를 감지하는 제어유닛(미도시)을 포함한다.
상기 스캔 어셈블리(300)는 케이싱(310)과, 케이싱(310)에 결합되는 기판(320)과, 기판(320)의 한쪽면 양쪽에 각각 구비되는 빛 조사 및 감지유닛(330)을 포함한다. 상기 빛 조사 및 감지유닛(330)은, 광발생기(331)와, 광발생기(331)에서 조사되는 빛의 일부분을 반사시키고 나머지는 투과시키는 판 형상의 하프 반사체(333)와, 기판(320)에 결합되는 회전 모터(334)와, 회전 모터(334)에 결합되어 회전 모터(334)에 의해 회전하면서 하프 반사체(333)를 통과한 빛을 방사상으로 반사시키는 회전 반사체(335)와, 하프 반사체(333)와 일정 간격을 두고 위치하며 빛을 검출하는 광검출기(336)를 포함한다. 상기 광발생기(331)와 하프 반사체(333) 사이에 빛을 평행하게 유도하는 제1 집광렌즈(R1)가 구비되고, 상기 하프 반사체(333)와 광검출기(336) 사이에 빛을 평행하게 유도하는 제2 집광렌즈(R2)가 구비된다.
광발생기(331)에서 조사되는 빛의 방향과 회전 반사체(335)를 회전시키는 회전 모터(334)의 모터 축의 방향은 동일하며, 광발생기(331)에서 조사되는 빛의 방향과 회전 반사체(335)에서 반사되어 나가는 빛의 방향은 거의 수직이다. 회전 반사체(335)에서 반사된 빛은 화면을 가로질러 회귀반사부재의 반사면으로 향한다.
회전 반사체(335)에서 반사된 빛이 회귀반사부재(200)로 향하기 위하여 회전 모터(334)와 회전 반사체(335)는 화면(S)보다 앞으로 나오게 된다.
상기 지시물체 위치인식장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 스캔 어셈블리(300)에서 빛이 조사되고 그 조사된 빛이 화면을 가로질러 회귀반사부재(200)에 부딪히는 작동을 설명한다.
광발생기(331)에서 조사된 빛은, 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 집광렌즈(R1)를 통과한다. 제1 집광렌즈(R1)를 통과한 빛은 하프 반사체(333)에서 일부는 반사되고 나머지는 통과한다. 하프 반사체(333)를 통과한 빛은 회전 모터(334)에 의해 회전하는 회전 반사체(335)의 경사면(A)에 반사된다. 회전 반사체(335)의 경사면(A)에 반사된 빛은 화면(S)을 가로지르면서 휘귀반사부재(200)에 부딪혀 회귀 반사된다.
하프 반사체(333)를 통과한 빛이 회전하는 회전 반사체(335)의 경사면(A)에 의해 지속적으로 반사되므로 회전 반사체(335)의 경사면(A)의 빛 입사 점을 축으로 하여 빛이 방사상으로 분사된다. 상기 빛은, 도 4에 도시한 바와 같이, 화면(S)과 평행하고 일정 간격을 둔 가상의 평면상에서 방사상으로 분사된다.
상기 회귀반사부재(200)에 부딪힌 빛이 회귀 반사되어 스캔 어셈블리(300)에 검출되는 작동을 설명한다.
상기 회귀반사부재(200)에 부딪혀 회귀 반사된 빛은, 도 5에 도시한 바와 같이, 회전 반사체(335)의 경사면(A)으로 회귀된다. 상기 회전 반사체(335)의 경사면(A)으로 회귀 반사된 빛은 상기 회전 반사체(335)의 경사면(A)에 반사되며 그 반사된 빛은 하프 반사체(333)에서 일부는 통과되고 나머지는 반사되어 제2 집광렌즈(R2)를 통과한다. 제2 집광렌즈(R2)를 통과한 빛은 광검출기(336)를 통해 검출된다.
위의 과정은 빛의 속도로 이루어진다. 상기 광발생기(331)는 레이저 다이오드이므로 광발생기(331)에서 조사되는 빛은 레이저빔이다.
이와 같은 상태에서, 손가락이나 막대 등의 지시물체가 화면(S)의 한 점을 지시하거나 한 점에 접촉되면 그 물체에 조사된 빛은 산란되어 광검출기(336)에 검출되지 않으며(또는 아주 약하게 검출되며) 광검출기(336)에 빛이 검출되지 않는 것을 기초로 제어유닛에서 화면(S)상 물체의 위치를 산출하고 감지하게 된다.
그러나 상기한 바와 같은 종래 지시물체 위치인식장치는 광발생기(331)와 하프 반사체(333)가 일렬로 배열되고 상기 광발생기(331)에서 조사되는 빛의 방향과 회전 반사체(335)를 회전시키는 모터 축의 방향이 같은 방향이며, 또한 광발생기(331)와 하프 반사체(333)가 디스플레이 패널(110)의 폭(두께) 방향으로 배열되므로 광발생기(331)와 하프 반사체(333)에 의해 스캔 어셈블리(300)의 폭(두께)이 커지게 된다. 이로 인하여, 스캔 어셈블리(300)가 디스플레이 패널(110)의 뒷면으로부터 튀어나오게 되어 디스플레이 패널(110)의 뒤쪽 공간 활용도가 떨어지고 디스플레이 장치의 후면 두께가 두꺼워지게 된다.
본 발명의 목적은 디스플레이 패널을 구비한 디스플레이 장치의 화면의 임의의 위치에 물체가 지시되거나 접촉될 때 화면상 물체의 위치를 정확하게 인식할 수 있을 뿐만 아니라 디스플레이 패널의 뒤쪽으로 부품이 튀어나오는 것을 방지하는 지시물체 위치인식장치를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 디스플레이 패널의 화면 둘레에 구비되며, 입사된 빛을 회귀 반사시키는 회귀반사부재; 가상의 평면상에 빛을 방사상으로 조사하고, 상기 조사된 빛이 상기 회귀반사부재에 의해 회귀 반사된 빛을 감지하는 스캔 어셈블리; 상기 스캔 어셈블리에서 조사되는 빛과 감지되는 빛을 기초로 하여 상기 화면의 임의 위치를 지시하는 물체의 위치를 산출하는 제어유닛을 포함하며, 상기 스캔 어셈블리는 케이싱; 상기 케이싱에 구비되며, 빛을 상기 화면과 평행한 방향으로 조사하고 그 조사된 빛을 화면의 전후 방향으로 굴절시키는 빛 조사유닛; 상기 빛 조사유닛에서 조사된 빛을 상기 회귀반사부재로 반사시키는 빛 분사유닛; 상기 회귀반사부재를 통해 회귀 반사된 빛을 검출하는 빛 검출유닛을 포함하는 지시물체 위치인식장치가 제공된다.
상기 빛 조사유닛은 화면과 평행한 방향으로 빛을 조사하는 광발생기와, 상기 광발생기에서 조사되는 빛을 평행하게 모으는 집광렌즈와, 상기 집광렌즈를 거친 빛을 굴절시켜 상기 빛 분사유닛으로 향하게 하는 굴절부재와, 상기 굴절부재를 투과한 빛의 일부는 반사시키고 일부는 통과시키는 하프 반사체를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 굴절부재는 육면체를 대각선으로 절단한 형상으로, 상기 광발생기에서 조사된 빛이 입사되는 입사면과, 상기 입사면과 수직이며 빛이 반사되는 반사면과, 상기 입사면과 반사면을 연결하며 빛이 굴절되어 상기 빛 분사유닛쪽으로 나가는 경사면을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 입사면과 경사면의 사이각은 50도에서 55도인 것이 바람직하다.
상기 빛 검출유닛을 구성하는 부품들의 배열 방향과 상기 빛 조사유닛을 구성하는 부품들의 배열 방향은 같은 방향인 것이 바람직하다.
본 발명은 디스플레이 장치 화면의 임의의 위치에 물체가 지시되거나 접촉될 때 화면상 물체의 위치를 정확하게 인식하게 된다.
또한, 본 발명은 스캔 어셈블리가 디스플레이 패널의 상면에 구비되고, 스캔 어셈블리를 구성하는 빛 조사유닛의 광발생기가 화면과 평행하게 빛을 조사하도록 스캔 어셈블리의 케이싱에 구비되고, 광발생기에서 조사된 빛을 화면에 수직 방향으로 굴절시키게 된다. 따라서, 빛 조사유닛의 구성 부품들의 배열 방향과 빛 분사유닛의 회전 모터의 축 방향이 수직을 이루고, 또한 빛 조사유닛의 구성 부품들의 배열 방향과 빛 검출유닛의 구성 부품들의 배열 방향이 같게 되므로 스캔 어셈블리의 폭(두께) 방향 길이가 짧게 된다. 이로 인하여, 디스플레이 패널의 상단부에 스캔 어셈블리를 장착시 스캔 어셈블리가 디스플레이 패널의 뒤쪽으로 돌출되는 것을 방지하게 된다. 이로 인하여, 디스플레이 장치를 슬림화하게 된다.
도 1은 종래 지시물체 위치인식장치의 일예를 구비한 디스플레이 장치를 도시한 정면도,
도 2는 종래 지시물체 위치인식장치의 일예를 구비한 디스플레이 장치를 도시한 평면도,
도 3은 상기 지시물체 위치인식장치를 구성하는 스캔 어셈블리의 빛 조사 상태를 도시한 평면도,
도 4는 상기 지시물체 위치인식장치를 구성하는 스캔 어셈블리의 빛 분사 상태를 도시한 정면도,
도 5는 상기 지시물체 위치인식장치를 구성하는 스캔 어셈블리의 빛 감지 상태를 도시한 평면도.
도 6은 본 발명에 따른 지시물체 위치인식장치의 일실시예를 구비한 디스플레이 장치를 도시한 정면도,
도 7은 본 발명에 따른 지시물체 위치인식장치의 일실시예를 구비한 디스플레이 장치를 도시한 평면도,
도 8은 본 발명에 따른 지시물체 위치인식장치의 일실시예를 구성하는 스캔 어셈블리의 일부분을 도시한 저면도,
도 9는 본 발명 따른 지시물체 위치인식장치의 일실시예를 굴절부재의 작동을 도시한 평면도,
도 10은 본 발명에 따른 지시물체 위치인식장치의 일실시예를 빛 분사유닛의 다른 실시예를 도시한 평면도,
도 11은 본 발명에 따른 지시물체 위치인식장치를 구성하는 스캔 어셈블리의 빛 조사 상태를 도시한 평면도,
도 12는 본 발명에 따른 지시물체 위치인식장치를 구성하는 스캔 어셈블리의 빛 감지 상태를 도시한 평면도.
이하, 본 발명에 따른 지시물체 위치인식장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명에 따른 지시물체 위치인식장치의 일실시예를 구비한 디스플레이 장치를 도시한 정면도이다. 도 7은 본 발명에 따른 지시물체 위치인식장치의 일실시예를 구비한 디스플레이 장치를 도시한 평면도이다.
도 6, 7에 도시한 바와 같이, 상기 디스플레이 장치(100)는 정보를 표시하는 디스플레이 패널(110)과, 상기 디스플레이 패널(110)을 감싸는 하우징(120)을 포함한다. 상기 하우징(120)은 전면 프레임(121)과 후면 커버(미도시)를 포함하며, 상기 전면 프레임(121)은 디스플레이 패널(110)의 화면(S)이 노출되도록 디스플레이 패널(110)의 가장자리를 커버한다.
본 발명에 따른 지시물체 위치인식장치의 일실시예는 회귀반사부재(200), 스캔 어셈블리(500), 제어유닛(미도시)을 포함하며, 상기 스캔 어셈블리(500)는 케이싱(510), 빛 조사유닛(520), 빛 분사유닛(530), 빛 검출유닛(540)을 포함한다.
상기 회귀반사부재(200)는 화면의 양쪽에 각각 위치하는 측면 반사부(210)와 화면의 아래쪽에 위치하는 하면 반사부(220)로 이루어진다. 상기 측면 반사부(210)와 하면 반사부(220)는 각각 일정 두께를 갖는 막대 형상으로 형성되며, 측면 반사부(210)의 내측면과 하면 반사부(220)의 상측면은 반사면이다. 상기 측면 반사부(210)와 하면 반사부(220)의 반사면은 회귀 반사면이다. 회귀 반사면은 빛이 입사되면 그 입사된 쪽으로 빛이 반사된다. 상기 회귀 반사면은 회귀반사필름을 부착함에 의해 이루어진다.
상기 스캔 어셈블리(500)는 가상의 평면상에 빛을 방사상으로 조사하고 상기 조사된 빛이 상기 회귀반사부재(200)에 의해 회귀 반사된 빛을 검출한다. 상기 스캔 어셈블리(500)는 상기 디스플레이 패널(110)의 상면 가운데 구비됨이 바람직하다. 상기 스캔 어셈블리(500)를 구성하는 빛 조사유닛(520), 빛 분사유닛(530), 빛 검출유닛(540)은 각각 두 개인 것이 바람직하다. 상기 빛 조사유닛(520), 빛 분사유닛(530), 빛 검출유닛(540)은 각각 세 개 이상으로 구성될 수도 있다. 도 7을 참조하여, 상기 스캔 어셈블리(500)를 설명하면 다음과 같다.
상기 케이싱(510)의 한쪽면에 기판(511)이 구비되고 상기 기판 또는 케이싱(510)의 한쪽면에 베이스 부재(512)가 구비됨이 바람직하다. 상기 케이싱(510)은 다양한 형태로 형성될 수 있다. 상기 베이스 부재(512)가 배제될 수도 있다. 상기 베이스 부재(512)의 한쪽면은 높이가 다른 두 개의 단차면들이 구비된다.
상기 빛 조사유닛(520)은 빛을 상기 화면(S)과 평행한 방향으로 조사하고 그 조사된 빛을 화면(S)의 전후 방향으로 굴절시킨다. 상기 빛 조사유닛(520)은 상기 베이스 부재(512)에 장착됨이 바람직하다. 상기 빛 조사유닛(520)이 베이스 부재(512)에 장착되되, 베이스 부재(512)의 높은 단차면에 장착된다. 상기 빛 조사유닛(520)의 일실시예로, 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 빛 조사유닛(520)은 화면(S)과 평행한 방향으로 빛을 조사하는 광발생기(521)와, 상기 광발생기(521)에서 조사되는 빛을 평행하게 모으는 제1 집광렌즈(522)와, 상기 제1 집광렌즈(522)를 거친 빛을 굴절시켜 상기 빛 분사유닛(530)으로 보내는 굴절부재(523)와, 상기 굴절부재(523)를 거친 빛의 일부는 반사시키고 일부는 통과시키는 하프 반사체(524)를 포함한다. 상기 광발생기(521)는 레이저빔을 발생시키는 레이저 다이오드를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 굴절부재(523)는 육면체를 대각선으로 절단한 형상으로, 광발생기(521)에서 조사된 빛이 입사되는 입사면(B1)과, 상기 입사면(B1)과 수직인 반사면(B2)과, 상기 입사면(B1)과 반사면(B2)을 연결하며 빛이 굴절되어 상기 빛 분사유닛(530)쪽으로 나가는 경사면(B3)을 포함한다. 상기 반사면(B2)에는 빛을 반사시키는 반사막이 형성된다. 상기 입사면(B1)과 경사면(B3)의 사이각(E)은 50도에서 55도이며, 바람직하게는 52도이다. 상기 광발생기(521)에서 빛이 조사되면, 도 9에 도시한 바와 같이, 그 빛은 굴절부재(523)의 입사면(B1)을 통해 굴절부재(523) 내부로 투과되어 경사면(B3)에서 굴절된다. 경사면(B3)에서 굴절된 빛은 굴절부재(523) 내부를 투과하여 반사면(B2)에서 굴절된다. 반사면(B2)에서 굴절된 빛은 경사면(B3)을 통해 굴절부재(523) 밖으로 나오면서 굴절된다. 상기 경사면(B3)을 통해 굴절부재(523) 밖으로 나오는 빛과 입사면(B1)으로 유입되는 빛의 사이각은 대략 90도가 된다.
상기 빛 분사유닛(530)은 상기 빛 조사유닛(520)에서 조사된 빛을 상기 회귀반사부재(200)로 반사시킨다. 상기 빛 분사유닛(530)은 상기 베이스 부재(512)의 낮은 단차면에 구비되는 회전 모터(531)와, 상기 회전 모터(531)의 모터 축에 결합되어 빛을 반사시키는 회전 반사체(532)를 포함한다. 상기 회전 반사체(532)는 육면체를 대각선으로 절단한 형상이며, 경사진 면이 반사면(이하, 경사 반사면이라 함)이 된다. 상기 회전 반사체(532)의 다른 형태로, 육면체 형상이며 내부에 대각선으로 반사면(이하, 경사 반사면이라 함)이 형성된다. 상기 회전 반사체(532)의 한쪽 평면이 상기 회전 모터(531)의 모터 축에 결합된다. 상기 회전 반사체(532)는 회전 모터(531)의 작동에 따라 회전한다. 상기 회전 반사체(532)가 회전하면서 회전 반사체(532)의 경사 반사면(A)에 빛이 반사되므로 빛은 가상의 평면에 방사상으로 분사된다.
상기 빛 분사유닛(530)의 다른 실시예로, 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 빛 분사유닛은, 빛 통과구멍이 형성되며, 복수 개의 권선 코일(533)들이 구비된 베이스 기판(534); 상기 베이스 기판(534)에 결합되는 베어링(535); 상기 베어링(535)에 결합되며, 상기 베이스 기판(534)의 빛 통과구멍과 연통되는 빛 통과구멍이 구비된 회전판(536); 상기 회전판(536)에 결합되며, 상기 권선 코일(533)들에 전류가 인가시 권선 코일(533)들과 전자기적 상호작용에 의해 회전력을 발생시키는 복수 개의 자석(537)들; 및 상기 회전판(536)에 결합되어 빛 통과구멍을 복개하며, 상기 회전판(536)과 함께 회전하면서 상기 빛 통과구멍을 통해 유입되는 빛을 방사상으로 분사되도록 반사시키는 회전 반사체(538)를 포함한다. 상기 베이스 기판(534), 베어링(535), 회전판(536), 자석(537)들은 모터를 구성하게 되며, 자석들(537)과 회전판(536)은 회전자가 된다. 상기 회전 반사체(532)는 빛을 반사시키는 경사 반사면(A)이 구비된다. 빛 분사유닛의 다른 실시예의 경우, 케이싱(510)의 전면에 회전 반사체(538)가 케이싱(510) 외부로 돌출되도록 관통구멍(미도시)이 구비된다.
상기 빛 검출유닛(540)은 상기 케이싱(510)의 내부에 구비되며, 상기 회귀반사부재(200)를 통해 회귀 반사된 빛을 검출한다. 상기 빛 검출유닛(540)은 상기 하프 반사체(524)와 일정 간격을 두고 위치하며 빛을 검출하는 광검출기(541)와, 상기 하프 반사체(333)에서 반사되는 빛을 평행하게 유도하는 제2 집광렌즈(542)를 포함한다. 상기 빛 검출유닛(540)을 구성하는 부품의 배열 방향과 상기 빛 조사유닛(520)을 구성하는 부품들의 배열 방향은 같은 방향이다. 즉, 빛 검출유닛(540)의 광검출기(541)와 제2 집광렌즈(542)는 일렬로 배열되고, 상기 빛 조사유닛(520)의 광발생기(521)와 제1 집광렌즈(522)와 굴절부재(523)와 하프 반사체(524)는 일렬로 배열되고, 상기 빛 검출유닛(540)의 배열 방향과 빛 조사유닛(520)의 배열방향은 같다.
상기 제어유닛(미도시)은 상기 스캔 어셈블리(500)의 빛 조사유닛(520)에서 조사되는 빛과 상기 스캔 어셈블리(500)의 빛 검출유닛(540)에서 검출되는 빛을 기초로 하여 상기 화면(S)의 임의 위치를 지시하는 물체의 위치를 산출(감지)한다. 상기 제어유닛은 마이콤을 포함한다.
상기 회귀반사부재(200)와 스캔 어셈블리(500)는 상기 하우징(120)을 구성하는 전면 프레임(121)에 의해 일부 또는 전부 가려지는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 따른 지시물체 위치인식장치의 작용과 효과를 설명하면 다음과 같다.
상기 디스플레이 장치(100)의 상단부에 구비된 스캔 어셈블리(500)가 화면(S)과 평행한 가상의 평면상에 방사상으로 빛을 조사한다. 이하, 작동에서 상기 스캔 어셈블리(500)에서 조사되는 빛을 레이저빔이라 한다. 상기 스캔 어셈블리(500)에서 조사되는 레이저빔은 화면(S)의 둘레에 구비된 회귀반사부재(200)의 반사면에 부딪힌다.
상기 스캔 어셈블리(500)에서 레이저빔이 조사되는 작동은 다음과 같다. 도 11에 도시한 바와 같이, 빛 조사유닛(520)의 광발생기(521)에서 레이저빔이 조사되면 집광렌즈(522)와 굴절부재(523)을 통과하면서 굴절된다. 상기 광발생기(521)에서 조사되는 레이저빔은 화면(S)과 평행하게 조사되고 그 광발생기(521)에서 조사된 빛은 굴절부재(523)를 투과한 후 화면(S)에 대하여 수직 방향으로 굴절된다. 상기 굴절부재(523)를 투과하면서 굴절된 레이저빔은 하프 반사체(524)에서 일부는 반사되고 나머지는 투과한다. 상기 하프 반사체(524)를 투과한 레이저빔은 빛 분사유닛(530)의 회전 반사체(532)의 경사 반사면(A)에서 반사되어 회귀반사부재(200)로 향하게 된다. 상기 회전 반사체(532)는 회전 모터(531)에 의해 회전하면서 레이저빔을 반사시키게 되므로 레이저빔은 화면(S)과 일정 간격을 두고 형성되는 가상의 평면상에 방사상으로 분사된다. 한편, 빛 분사유닛(530)의 다른 실시예의 경우 상기 하프 반사체(524)를 통과한 레이저빔이 모터의 빛 통과구멍을 통과하여 회전판(536)에 결합된 회전 반사체(538)의 경사 반사면(A)에 반사되며 회전 반사체(538)에 반사된 레이저빔은 회귀반사부재(200)로 향하게 된다.
상기 회귀반사부재(200)로 향하는 레이저빔은 회귀반사부재(200)의 반사면에 부딪히고 그 회귀반사부재(200)에 부딪힌 레이저빔은, 도 12에 도시한 바와 같이, 회전 반사체(532)의 경사 반사면(A)으로 회귀 반사된다. 상기 회전 반사체(532)의 경사 반사면(A)으로 회귀 반사된 레이저빔은 상기 회전 반사체(532)의 경사 반사면(A)에 반사된다. 상기 회전 반사체(532)의 경사 반사면(A)에 반사된 레이저빔은 하프 반사체(524)에서 일부는 통과되고 나머지는 반사되어 제2 집광렌즈(542)를 통과한다. 제2 집광렌즈(542)를 통과한 레이저빔은 광검출기(541)를 통해 검출된다.
위의 과정은 빛의 속도로 이루어진다.
이와 같은 상태에서, 손가락이나 막대 등의 지시물체가 화면(S)의 한 점을 지시하거나 한 점에 접촉되면 그 물체에 조사된 레이저빔은 산란되어 광검출기(541)에 검출되지 않게 되며(또는 아주 약하게 검출되며) 광검출기(541)에 레이저빔이 검출되지 않는 것을 기초로 제어유닛(400)에서 화면(S)상 물체의 위치를 산출하게 된다. 상기 제어유닛은 빛 검출유닛(540)의 광검출기(541)에서 레이저빔이 검출되지 않은 시점의 회전 모터의 회전 속도, 회전 각 등의 데이터들을 기초로 하여 화면(S)의 한 점을 지시한 물체의 위치를 산출하고 감지하게 된다.
본 발명은 스캔 어셈블리(500)가 디스플레이 패널(110)의 상면에 구비되고 스캔 어셈블리(500)를 구성하는 빛 조사유닛(520)의 광발생기(521)가 화면과 평행하게 빛을 조사하도록 스캔 어셈블리(500)의 케이싱(510)에 구비되고 상기 광발생기(521)에서 조사된 빛을 화면에 수직 방향으로 굴절시키게 된다. 따라서 상기 빛 조사유닛(520)의 구성 부품들의 배열 방향과 빛 분사유닛(530)의 회전 모터(531)의 축 방향이 수직을 이루고, 또한 빛 조사유닛(520)의 구성 부품들의 배열 방향과 빛 검출유닛(540)의 구성 부품들의 배열 방향이 같게 되므로 스캔 어셈블리(500)의 폭 방향 길이가 짧게 된다. 이로 인하여, 디스플레이 패널(110)의 상단부에 스캔 어셈블리(500)를 장착시 스캔 어셈블리(500)가 디스플레이 패널(110)의 뒤쪽으로 돌출되는 것을 방지하게 된다. 따라서, 디스플레이 장치의 폭을 감소시켜 디스플레이 장치를 슬림화시키게 된다. 한편, 스캔 어셈블리(500)의 빛 분사유닛(530)의 다른 실시예가 적용될 경우 디스플레이 패널(110)의 뒤로 스캔 어셈블리(500)가 튀어나오는 것을 방지할 뿐만 아니라 디스플레이 패널(110)의 화면 앞으로 스캔 어셈블리(500)가 튀어나오는 것을 최소화시키게 된다.
110; 디스플레이 패널 200; 회귀반사부재
500; 스캔 어셈블리 510; 케이싱
520; 빛 조사유닛 530; 빛 분사유닛
540; 빛 검출유닛

Claims (7)

  1. 디스플레이 패널의 화면 둘레에 구비되며, 입사된 빛을 회귀 반사시키는 회귀반사부재; 가상의 평면상에 빛을 방사상으로 조사하고 상기 조사된 빛이 상기 회귀반사부재에 의해 회귀 반사된 빛을 감지하는 스캔 어셈블리; 상기 스캔 어셈블리에서 조사되는 빛과 감지되는 빛을 기초로 하여 상기 화면의 임의 위치를 지시하는 물체의 위치를 산출하는 제어유닛;을 포함하며,
    상기 스캔 어셈블리는, 케이싱; 상기 케이싱 내부에 구비되며, 빛을 상기 화면과 평행한 방향으로 조사하고 그 조사된 빛을 화면에 수직방향으로 굴절시키는 빛 조사유닛; 상기 빛 조사유닛에서 조사된 빛을 상기 회귀반사부재로 반사시키는 빛 분사유닛; 상기 회귀반사부재를 통해 회귀 반사된 빛을 검출하는 빛 검출유닛;을 포함하며,
    상기 빛 분사유닛은 빛 통과구멍이 형성되며, 복수 개의 권선 코일들이 구비된 베이스 기판; 상기 베이스 기판에 결합되는 베어링; 상기 베어링에 결합되며, 상기 베이스 기판의 빛 통과구멍과 연통되는 빛 통과구멍이 구비된 회전판; 상기 회전판에 결합되며, 상기 권선 코일들에 전류가 인가시 권선 코일들과 전자기적 상호작용에 의해 회전력을 발생시키는 복수 개의 자석들; 및 상기 회전판에 결합되어 빛 통과구멍을 복개하며, 상기 회전판과 함께 회전하면서 상기 빛 통과구멍을 통해 유입되는 빛을 방사상으로 분사되도록 반사시키는 회전 반사체를 포함하는 지시물체 위치인식장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 빛 조사유닛은 화면과 평행한 방향으로 빛을 조사하는 광발생기와, 상기 광발생기에서 조사되는 빛을 평행하게 모으는 집광렌즈와, 상기 집광렌즈를 거친 빛을 굴절시켜 상기 빛 분사유닛으로 향하게 하는 굴절부재와, 상기 굴절부재를 투과한 빛의 일부는 반사시키고 일부는 통과시키는 하프 반사체를 포함하는 지시물체 위치인식장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 굴절부재는 육면체를 대각선으로 절단한 형상으로, 상기 광발생기에서 조사된 빛이 입사되는 입사면과, 상기 입사면과 수직이며 빛이 반사되는 반사면과, 상기 입사면과 반사면을 연결하며 빛이 굴절되어 상기 빛 분사유닛쪽으로 나가는 경사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 지시물체 위치인식장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 입사면과 경사면의 사이각은 50도에서 55도인 것을 특징으로 하는 지시물체 위치인식장치.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 빛 분사유닛은 회전 모터와 상기 회전 모터의 모터 축에 결합되는 회전 반사체를 포함하는 지시물체 위치인식장치.
  7. 삭제
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