KR101391669B1 - 터치좌표 인식방법과 이를 수행하기 위한 터치스크린장치 - Google Patents

터치좌표 인식방법과 이를 수행하기 위한 터치스크린장치 Download PDF

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Abstract

터치좌표 인식방법과 이를 수행하기 위한 터치스크린장치가 개시된다. 터치스크린장치는, 제1 광 송수신기, 제2 광 송수신기 및 컨트롤러를 포함한다. 제1 광 송수신기는 베이스 패널의 제1 코너에 배치되고, 터치인식용 광을 출사하고, 출사된 터치인식용 광중 반사된 광을 수신한다. 제2 광 송수신기는 베이스 패널의 제2 코너에 배치되고, 터치인식용 광을 출사하고, 출사된 터치인식용 광중 반사된 광을 수신한다. 컨트롤러는 (i) 제1 광 송수신기를 제어하여 차단된 터치인식용 광에 상응하는 제1 차단영상과 출사된 터치인식용 광에 상응하는 제1 출사영상을 획득하고, (ii) 제2 광 송수신기를 제어하여 차단된 터치인식용 광에 상응하는 제2 차단영상과 출사된 터치인식용 광에 상응하는 제2 출사영상을 획득하고, (iii) 제1 출사영상에서 제1 차단영상을 감산하여 제1 터치펄스를 획득하고, (iv) 제2 출사영상에서 제2 차단영상을 감산하여 제2 터치펄스를 획득하고, (v) 제1 및 제2 터치펄스들을 근거로 터치좌표를 연산한다.

Description

터치좌표 인식방법과 이를 수행하기 위한 터치스크린장치{METHOD FOR RECOGNIZING A TOUCH POSITION AND TOUCH SCREEN DEVICE FOR PERFORMING THE SAME}
본 발명은 터치좌표 인식방법과 이를 수행하기 위한 터치스크린장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 터치인식용 광을 출사하고 이의 반사광을 이용한 터치좌표 인식방법과 이를 수행하기 위한 터치스크린장치에 관한 것이다.
일반적으로 터치스크린장치는 별도의 키입력 장치(예를들어, 키보드)를 사용하지 않고 화면(스크린)에 나타난 문자나 특정 위치에 사람의 손 또는 물체가 닿으면, 그 위치를 파악하여 저장된 소프트웨어를 이용하여 특정 처리를 할 수 있도록 화면에서 직접 입력자료를 받을 수 있도록 하는 대화식 시스템이다.
상기 터치스크린장치는 저항(resistive)방식, 정전용량(capacitive)방식, 적외선 방식 등으로 구분된다. 상기 저항 방식은 얇은 필름을 유리판에 붙임으로써 터치스크린이 깨끗하지 못하다는 단점이 있다. 상기 정전용량 방식은 조작자의 손이 아닌 다른 매체는 인식하지 못하는 단점이 있다.
한편, 상기 적외선 방식은 패널상에 좌/우/상/하로 눈에 보이지 않는 적외선을 흐르게 하여 패널상에 수많은 사각형 격자가 생기도록 함으로써, 손끝이나 기타 물체로 이 격자에 접촉하면 그 위치를 파악할 수 있도록 하는 기능을 가지고 있다. 하지만, 적외선 방식의 경우, 터치스크린의 제1 변 및 제2 변에 발광 IR LED들을 배치하고, 상기 제1 변에 마주하는 제3 변 및 상기 제2 변에 마주하는 제4 변에 수광 LED들을 배치하여, 핑거 터치를 인식한다. 하지만, 이때 각 변들에는 많은 수의 LED들이 배치되어야 하므로 제조원가가 상승하는 문제점이 있다.
한편, 상기 적외선 방식의 다른 예로, 3개의 적외선 센서 모듈들을 터치스크린이 3개의 코너에 각각 배치하고, 적외선 센서 모듈에서 반사되는 적외선 광을 근거로 터치좌표를 인식한다. 하지만, 적외선 센서 모듈을 이용하여 터치좌표를 인식하는 경우, 외부 환경에 취약하다는 문제점이 있다.
즉, 적외선 광을 출사하고 핑거에 의해 반사되는 적외선 광을 검출하여 터치좌표를 인식하는데, 좌표 인식을 위해 검출되는 적외선 광이 출사된 적외선 광인지 아니면 외부의 광에 포함된 적외선 광인지를 명확히 판단하기 어렵다는 문제점이 있다. 예를들어, 형광등에서 출사되는 적외선 광, 열선풍기에서 출사되는 적외선 광 등이 터치스크린에 제공되면, 터치좌표를 인식하는 컨트롤러에서는 좌표 인식을 위해 반사된 적외선 광인지를 명확히 판단하기 어렵다는 문제점이 있다.
한국공개특허 제2012-0072502호(공개일자: 2012년 7월 4일, 발명의 명칭: 적외선 방식 터치스크린 표시장치 및 이의 터치지점 판단방법) 한국공개특허 제2012-0072095호(공개일자: 2012년 7월 3일, 발명의 명칭: 적외선 센서 모듈을 이용한 표시 장치) 한국공개특허 제2012-0068082호(공개일자: 2012년 6월 27일, 발명의 명칭: 적외선 센서 모듈을 이용한 표시 장치 및 그의 구동 방법)
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 터치좌표 인식을 위해 터치인식용 광을 출사하고 이의 반사광을 이용할 때 외부광에 포함된 광인지 터치인식용 광인지를 용이하게 구분하여 외부광에 의한 영향을 방지하기 위한 터치좌표 인식방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 터치좌표 인식방법을 수행하기 위한 터치스크린장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 터치좌표 인식방법은, 평면상의 제1 코너에서 터치인식용 광 출사를 차단하여 제1 차단영상을 획득하고, 상기 터치인식용 광을 출사하여 제1 출사영상을 획득하는 단계; 평면상의 제2 코너에서 터치인식용 광 출사를 차단하여 제2 차단영상을 획득하고, 상기 터치인식용 광을 출사하여 제2 출사영상을 획득하는 단계; 상기 제1 출사영상에서 상기 제1 차단영상을 감산하여 제1 터치펄스를 획득하는 단계; 상기 제2 출사영상에서 상기 제2 차단영상을 감산하여 제2 터치펄스를 획득하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 터치펄스들을 근거로 터치좌표를 연산하는 단계를 포함한다.
일실시예에서, 상기 제1 차단영상의 기저 레벨은 상기 제1 출사영상의 기저 레벨보다 같거나 높을 수 있고, 상기 제2 차단영상의 기저 레벨은 상기 제2 출사영상의 기저 레벨보다 같거나 높을 수 있다.
일실시예에서, 터치좌표 인식방법은, 평면상의 제3 코너에서 터치인식용 광 출사를 차단하여 제3 차단영상을 획득하고, 상기 터치인식용 광을 출사하여 제3 출사영상을 획득하는 단계; 상기 제3 출사영상에서 상기 제3 차단영상을 감산하여 제3 터치펄스를 획득하는 단계; 및 상기 제1 내지 제3 터치펄스들을 근거로 터치좌표를 연산하는 단계를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제3 차단영상의 기저 레벨은 상기 제3 출사영상의 기저 레벨보다 같거나 높을 수 있다.
일실시예에서, 상기 터치인식용 광은 적외선 광, 적외선 레이저 및 레이더신호 중 어느 하나일 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 터치스크린장치는, 제1 광 송수신기, 제2 광 송수신기 및 컨트롤러를 포함한다. 상기 제1 광 송수신기는 베이스 패널의 제1 코너에 배치되고, 터치인식용 광을 출사하고, 출사된 터치인식용 광중 반사된 광을 수신한다. 상기 제2 광 송수신기는 상기 베이스 패널의 제2 코너에 배치되고, 터치인식용 광을 출사하고, 출사된 터치인식용 광중 반사된 광을 수신한다. 상기 컨트롤러는 (i) 상기 제1 광 송수신기를 제어하여 차단된 터치인식용 광에 상응하는 제1 차단영상과 출사된 터치인식용 광에 상응하는 제1 출사영상을 획득하고, (ii) 상기 제2 광 송수신기를 제어하여 차단된 터치인식용 광에 상응하는 제2 차단영상과 출사된 터치인식용 광에 상응하는 제2 출사영상을 획득하고, (iii) 상기 제1 출사영상에서 상기 제1 차단영상을 감산하여 제1 터치펄스를 획득하고, (iv) 상기 제2 출사영상에서 상기 제2 차단영상을 감산하여 제2 터치펄스를 획득하고, (v) 상기 제1 및 제2 터치펄스들을 근거로 터치좌표를 연산한다.
일실시예에서, 상기 터치스크린장치는 상기 베이스 패널의 제3 코너에 배치되고, 터치인식용 광을 출사하고, 출사된 터치인식용 광중 반사된 광을 수신하는 제3 광 송수신기를 더 포함할 수 있다.
일실시예에서, 상기 터치스크린장치는, 상기 베이스 패널의 제3 코너에 배치되고, 터치인식용 광을 출사하고, 출사된 터치인식용 광중 반사된 광을 수신하는 제3 광 송수신기를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 내지 제3 광 송수신기들 각각은, 몸체부와, 상기 몸체부의 전면에 형성되고, 상기 컨트롤러의 제어에 응답하여 터치인식용 광을 출사하는 광출사부와, 상기 몸체부의 전면에 상기 광출사부와 평행하게 형성되고, 수신되는 터치인식용 광을 상기 컨트롤러의 제어에 따라 조정된 수신감도로 검출하여 검출된 터치인식용 광에 상응하여 축적된 전하를 영상신호로서 상기 컨트롤러에 출력하는 라인센서를 포함할 수 있다.
일실시예에서, 상기 터치스크린장치는 제3 광 송수신기를 더 포함할 수 있다. 상기 제3 광 송수신기는 상기 베이스 패널의 제3 코너에 배치되고, 터치인식용 광을 출사하고, 출사된 터치인식용 광중 반사된 광을 수신한다. 여기서, 상기 컨트롤러는, (vi) 상기 제3 광 송수신기를 제어하여 차단된 터치인식용 광에 상응하는 제3 차단영상과 출사된 터치인식용 광에 상응하는 제3 출사영상을 획득하고, (vii) 상기 제3 출사영상에서 상기 제3 차단영상을 감산하여 제3 터치펄스를 획득하고, (viii) 상기 제1 내지 제3 터치펄스들을 근거로 터치좌표를 연산할 수 있다.
일실시예에서, 상기 컨트롤러는 클럭발생기, 영상저장부 및 터치좌표 연산부를 포함할 수 있다. 상기 클럭발생기는 복수의 클럭들을 상기 제1 내지 제3 광 송수신기들 각각에 제공한다. 상기 영상저장부는 디지털 변환된 제1 내지 제3 차단영상들과 제1 내지 제3 출사영상들을 저장한다. 상기 터치좌표 연산부는 상기 영상저장부에 저장된 상기 제1 내지 제3 출사영상들과 상기 제1 내지 제3 차단영상들을 근거로 터치좌표를 연산한다.
여기서, 상기 컨트롤러는 스위치 및 아날로그-디지털 변환기를 더 포함할 수 있다. 상기 스위치는 상기 제1 내지 제3 광 송수신기들에서 제공되는 상기 제1 내지 제3 차단영상들과 상기 제1 내지 제3 출사영상들을 스위칭 출력한다. 상기 아날로그-디지털 변환기는 상기 스위치를 경유하여 제공되는 상기 제1 내지 제3 차단영상들과 상기 제1 내지 제3 출사영상들을 디지털 변환하여 상기 영상저장부에 제공한다.
일실시예에서, 상기 터치좌표 연산부는, 차단영상 추출부, 출사영상 추출부, 감산부 및 좌표 추출부를 포함할 수 있다. 상기 차단영상 추출부는 상기 영상저장부에 저장된 상기 제1 내지 제3 차단영상들을 추출한다. 상기 출사영상 추출부는 상기 영상저장부에 저장된 상기 제1 내지 제3 출사영상들을 추출한다. 상기 감산부는 상기 제1 출사영상에서 상기 제1 차단영상을 감산하여 제1 터치펄스를 획득하고, 상기 제2 출사영상에서 상기 제2 차단영상을 감산하여 제2 터치펄스를 획득하고, 상기 제3 출사영상에서 상기 제3 차단영상을 감산하여 제3 터치펄스를 획득한다. 상기 좌표 추출부는 상기 제1 내지 제3 터치펄스들을 근거로 터치좌표를 추출한다.
일실시예에서, 상기 터치좌표 연산부는 차단영상 추출부, 감산부 및 좌표 추출부를 포함할 수 있다. 상기 차단영상 추출부는 상기 영상저장부에 저장된 상기 제1 내지 제3 차단영상들을 추출한다. 상기 감산부는, 상기 제1 내지 제3 출사영상들이 제공됨에 따라, 상기 제1 출사영상에서 상기 제1 차단영상을 감산하여 제1 터치펄스를 획득하고, 상기 제2 출사영상에서 상기 제2 차단영상을 감산하여 제2 터치펄스를 획득하고, 상기 제3 출사영상에서 상기 제3 차단영상을 감산하여 제3 터치펄스를 획득한다. 상기 좌표 추출부는 상기 제1 내지 제3 터치펄스들을 근거로 터치좌표를 추출한다.
일실시예에서, 상기 제1 내지 제3 광 송수신기들 각각은 수신된 터치인식용 광에 상응하여 축적된 전하를 상기 차단영상 또는 상기 출사영상으로서 출력하는 라인센서를 포함할 수 있고, 상기 컨트롤러는 상기 라인센서의 수신감도를 조정하기 위해 상기 제1 내지 제3 광 송수신기들 각각에 구비되는 상기 라인센서의 게인을 조정하는 게인 조정기를 더 포함할 수 있다.
일실시예에서, 상기 제1 내지 제3 광 송수신기들 각각은 수신된 터치인식용 광에 상응하여 축적된 전하를 상기 차단영상 또는 상기 출사영상으로서 출력하는 라인센서를 포함할 수 있고, 상기 컨트롤러는 상기 라인센서의 수신감도를 조정하기 위해 상기 클럭발생기에서 출력되는 클럭의 듀티 또는 주파수를 조정하여 상기 라인센서의 게인을 조정하는 클럭 조정기를 더 포함할 수 있다.
이러한 터치좌표 인식방법과 이를 수행하기 위한 터치스크린장치에 의하면, 외부광(예를들어, 적외선 광)의 영향을 최소화하여 터치좌표를 인식할 수 있다. 특히, 적외선 광을 차단한 상태에서 적외선 광을 검출하고, 적외선 광을 출사한 상태에서 반사되는 적외선 광을 검출한 후, 검출된 적외선 광에 대응하는 영상들을 서로 비교하여 특정 터치좌표를 인식하므로써, 외부에서 유입되는 적외선 광의 영향을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 터치스크린장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제1 내지 제3 광 송수신기들의 일례를 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 베이스 패널상에서 제1 및 제2 광 송수신기들에 의한 터치좌표인식을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4a는 도 3의 제1 광 송수신기에 의해 수신된 라인영상을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4b는 도 3의 제2 광 송수신기에 의해 수신된 라인영상을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 도 1에 도시된 베이스 패널상에서 제1 내지 제3 광 송수신기들에 의한 터치좌표인식을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6a는 도 3의 제1 광 송수신기에 의해 수신된 라인영상을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6b는 도 3의 제2 광 송수신기에 의해 수신된 라인영상을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6c는 도 3의 도3 광 송수신기에 의해 수신된 라인영상을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 도 1에 도시된 컨트롤러의 일례를 설명하기 위한 블록도이다.
도 8은 도 1에 도시된 광 송수신기들과 도 7에 도시된 컨트롤러의 동작의 일례를 설명하기 위한 파형도들이다.
도 9a는 차단영상과 출사영상을 설명하기 위한 개념도이다.
도 9b는 출사영상에서 차단영상을 감산하여 터치좌표 인식을 위한 터치펄스를 획득하는 것을 설명하기 위한 개념도이다.
도 10은 도 1에 도시된 광 송수신기들과 도 7에 도시된 컨트롤러의 동작의 다른 예를 설명하기 위한 파형도들이다.
도 11은 도 1에 도시된 컨트롤러의 다른 예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 12는 도 1에 도시된 광 송수신기들과 도 11에 도시된 컨트롤러의 동작의 일례를 설명하기 위한 파형도들이다.
도 13a는 도 12에서 설명된 차단영상과 출사영상을 설명하기 위한 개념도이다.
도 13b는 도 12에서 설명된 출사영상에서 차단영상을 감산하여 터치좌표 인식을 위한 터치펄스를 획득하는 것을 설명하기 위한 개념도이다.
도 14는 도 13b에 도시된 출사영상에서 차단영상을 감산하여 터치펄스를 획득하는 예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 15a는 픽셀수가 29개인 라인센서에 의해 검출된 차단영상 및 출사영상에 대응하는 값들과 출사영상에서 차단영상을 감산한 차이영상에 대응하는 값을 나타낸 표이다.
도 15b는 도 15a에 도시된 차단영상을 나타낸 그래프이다.
도 15c는 도 15a에 도시된 출사영상을 나타낸 그래프이다.
도 15d는 도 15a에 도시된 출사영상과 차단영상간의 크기를 비교하기 위한 그래프이다.
도 15e는 도 15a에 도시된 출사영상에서 차단영상을 감산한 그래프이다.
도 16은 도 1에 도시된 컨트롤러의 또 다른 예를 설명하기 위한 블록도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 터치스크린장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 터치스크린장치는 베이스 패널(BPN), 제1 광 송수신기(S1), 제2 광 송수신기(S2) 및 컨트롤러(CNT)를 포함한다.
상기 베이스 패널(BPN)은 예를들어, 사각 형상을 갖고서 코너에 부착되는 상기 제1 내지 제3 광 송수신기(S3)들을 지지한다. 상기 베이스 패널(BPN)은 영상을 표시하는 표시장치의 최외곽 기판일 수도 있고, 상기한 표시장치와는 별도의 유리 기판일 수도 있다.
상기 제1 광 송수신기(S1)는 상기 베이스 패널(BPN)의 상/좌측 코너에 배치되어, 터치인식용 광을 출사하고, 반사되는 터치인식용 광을 수신하여 상기 컨트롤러(CNT)에 제공한다.
상기 제2 광 송수신기(S2)는 상기 베이스 패널(BPN)의 상/우측 코너에 배치되어, 터치인식용 광을 출사하고, 반사되는 터치인식용 광을 수신하여 상기 컨트롤러(CNT)에 제공한다. 상기 제2 광 송수신기(S2)의 동작은 상기 제1 광 송수신기(S1)의 동작 이후에 이루어질 수 있다. 본 실시예에서, 상기 제1 및 제2 광 송수신기들(S1, S2)은 사각형상의 베이스 패널(BPN)의 코너에 배치되어 베이스 패널(BPN)의 전체 영역을 커버하도록 90도 이상의 화각을 가질 수 있다.
상기 컨트롤러(CNT)는 상기 제1 광 송수신기(S1)에서 출사되는 광의 반사에 의해 획득한 제2 영상에서 상기 제1 광 송수신기(S1)에서 출사되는 터치인식용 광을 차단하여 획득한 제1 영상을 감산하여 제1 터치펄스를 획득하고, 상기 제2 광 송수신기(S2)에서 출사되는 광의 반사에 의해 획득한 제4 영상에서 상기 제2 광 송수신기(S2)에서 출사되는 터치인식용 광을 차단하여 획득한 제3 영상을 감산하여 제2 터치펄스를 획득한 후, 상기 제1 터치펄스와 상기 제2 터치펄스를 근거로 터치좌표를 연산한다.
본 발명의 일실시예에 따른 터치스크린장치는 제3 광 송수신기(S3)를 더 포함할 수 있다. 상기 제3 광 송수신기(S3)는 상기 베이스 패널(BPN)의 하/우측 코너에 배치되어, 터치인식용 광을 출사하고, 반사되는 터치인식용 광을 수신하여 상기 컨트롤러(CNT)에 제공한다. 상기 제3 광 송수신기(S3)의 동작은 상기 제2 광 송수신기(S2)의 동작 이후에 이루어질 수 있다. 상기 제3 광 송수신기(S3)는 상기 베이스 패널(BPN)의 하/우측 코너에 배치될 수도 있다. 본 실시예에서, 상기 제3 광 송수신기(S3)는 사각형상의 베이스 패널(BPN)의 코너에 배치되어 베이스 패널(BPN)의 전체 영역을 커버하도록 90도 이상의 화각을 가질 수 있다.
상기한 터치인식용 광은 적외선 광일 수도 있고, 적외선 레이저 일수도 있고, 레이더신호일 수도 있다. 예를들어, 상기 적외선 레이저의 파장대는 810 nm 내지 840 nm일 수 있다. 바람직하게, 상기 적외선 레이저의 파장대는 대략 820 nm일 수 있다. 이하에서, 터치인식용 광이 적외선 광인 예를 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 제1 내지 제3 광 송수신기들의 일례를 설명하기 위한 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 내지 제3 광 송수신기들(S1, S2, S3) 각각은 몸체부(BDP), 광출사부(LEP), 라인센서(LIS) 및 신호전송부(STP)를 포함하고, 상기 컨트롤러(CNT)의 제어에 응답하여 적외선 광을 출사하고, 적외선 광을 수신하여 상기 컨트롤러(CNT)에 제공한다.
상기 몸체부(BDP)는 상기 광출사부(LEP) 및 상기 라인센서(LIS)를 수납하고, 상기 신호전송부(STP)에 연결된다.
상기 광출사부(LEP)는 상기 몸체부(BDP)의 전면에 형성되어, 상기 컨트롤러(CNT)의 제어에 응답하여 적외선 광을 출사한다. 상기 광출사부(LEP)의 전면에는 확산렌즈가 더 배치될 수 있다. 상기 확산렌즈는 적외선 광이 베이스 패널(BPN)의 영역 전체에 출사되도록 적외선 광을 확산시키는 기능을 수행할 수 있다.
상기 라인센서(LIS)는 상기 몸체부(BDP)의 전면에 상기 광출사부(LEP)와 평행하게 형성되고, 수신되는 적외선 광을 상기 컨트롤러(CNT)의 제어에 따라 조정된 수신감도로 검출하여 검출된 적외선 광에 상응하여 축적된 전하를 영상신호로서 상기 컨트롤러(CNT)에 출력한다. 즉, 상기 라인센서(LIS)는 라인영상을 상기 컨트롤러(CNT)에 제공한다. 상기 라인영상은 광출사가 차단된 상태인 광 차단구간 동안 수신된 차단영상과 광이 출사된 상태인 광 출사구간 동안 사용자의 핑거 등에 의해 반사되어 수신된 출사영상을 포함할 수 있다. 상기 광 차단구간 동안, 상기 컨트롤러(CNT)의 제어에 따라 수신감도는 증가되어 상기 라인센서(LIS)는 상기 차단영상을 획득할 수 있고, 상기 광 출사구간 동안, 상기 컨트롤러(CNT)의 제어에 따라 수신감도는 감소되어 상기 라인센서(LIS)는 상기 출사영상을 획득할 수 있다. 본 실시예에서, 상기 라인센서(LIS)의 해상도는 수평 방향으로 500픽셀 이상(수평 방향으로 500개 이상의 화소 상의 위치를 검출할 수 있도록)의 해상도를 가질 수 있다.
상기 라인센서(LIS)의 전면에 대물렌즈가 더 배치될 수 있다. 상기 대물렌즈는 수신되는 적외선 광을 일정 영역으로 집광하는 역할을 수행할 수 있다. 상기 대물렌즈의 전면 또는 후면에 광학필터가 더 배치될 수도 있다.
상기 신호전송부(STP)는 플렉서블 필름과 상기 플렉서블 필름 상에 형성된 복수의 송수신배선들을 포함하고, 상기 컨트롤러(CNT)에 연결된다. 상기 송수신배선들은 상기 컨트롤러(CNT)에서 제공되는 신호를 상기 광출사부(LEP)에 제공하는 송신배선들(도면부호 미부여)과 상기 라인센서(LIS)에서 제공되는 라인영상을 상기 컨트롤러(CNT)에 제공하는 수신배선들(도면부호 미부여)을 포함할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 베이스 패널(BPN)상에서 제1 및 제2 광 송수신기(S1, S2)들에 의한 터치좌표인식을 설명하기 위한 개념도이다. 도 4a는 도 3의 제1 광 송수신기(S1)에 의해 수신된 라인영상을 설명하기 위한 개념도이다. 도 4b는 도 3의 제2 광 송수신기(S2)에 의해 수신된 라인영상을 설명하기 위한 개념도이다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 베이스 패널(BPN)상의 제1 터치위치(P1)에 사용자의 핑거가 존재할 수 있다. 상기 핑거의 터치좌표를 검출하기 위해 제1 및 제2 광 송수신기들(S1, S2) 각각은 라인영상을 획득한다. 상기 라인영상은 적외선 광의 출사를 차단한 후 획득된 차단영상과, 적외선 광을 출사한 후 획득한 출사영상을 포함한다.
상기 제1 광 송수신기(S1)에서 획득되는 라인영상에는, 도 4a에 도시된 바와 같이, L11의 위치에 대응하여 적외선 광이 촬상되고, 상기 제2 광 송수신기(S2)에서 획득되는 라인영상에는, 도 4b에 도시된 바와 같이, L12의 위치에 대응하여 적외선 광이 촬상된다. 도 4a 및 도 4b에서, 블랙 영역은 적외선 광의 양이 많게 촬상되는 것을 의미하고, 해칭 영역은 적외선 광의 양이 적게 매칭되는 것을 의미한다.
평면상에서 L11과 L12 위치를 근거로 핑거의 터치좌표를 인식할 수 있다. 즉, 싱글 터치를 인식할 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 베이스 패널(BPN)상에서 제1 내지 제3 광 송수신기들(S1, S2, S3)에 의한 터치좌표인식을 설명하기 위한 개념도이다. 도 6a는 도 3의 제1 광 송수신기(S1)에 의해 수신된 라인영상을 설명하기 위한 개념도이다. 도 6b는 도 3의 제2 광 송수신기(S2)에 의해 수신된 라인영상을 설명하기 위한 개념도이다. 도 6c는 도 3의 도3 광 송수신기에 의해 수신된 라인영상을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 베이스 패널(BPN)상의 제1 터치위치(P1) 및 제2 터치위치(P2) 각각에 사용자의 핑거들이 존재할 수 있다. 상기 핑거들 각각의 터치좌표를 검출하기 위해 제1 내지 제3 광 송수신기들(S1, S2, S3) 각각은 라인영상을 획득한다. 상기 라인영상은 적외선 광의 출사를 차단한 후 획득된 차단영상과, 적외선 광을 출사한 후 획득한 출사영상을 포함한다.
상기 제1 광 송수신기(S1)에서 획득되는 라인영상에는, 도 6a에 도시된 바와 같이, L21 및 L22의 위치에 대응하여 적외선 광들이 촬상된다.
상기 제2 광 송수신기(S2)에서 획득되는 라인영상에는, 도 6b에 도시된 바와 같이, L23의 위치에 대응하여 적외선 광이 촬상된다.
상기 제3 광 송수신기(S3)에서 획득되는 라인영상에는, 도 6c에 도시된 바와 같이, L24 및 L25의 위치에 대응하여 적외선 광들이 촬상된다. 도 6a 내지 도 6c에서, 블랙 영역은 적외선 광의 양이 많게 촬상되는 것을 의미하고, 해칭 영역은 적외선 광의 양이 적게 매칭되는 것을 의미한다.
평면상에서 L21, L22, L23, L24, L24 및 L25 위치를 근거로 핑거의 터치좌표를 인식할 수 있다. 즉, 멀티 터치를 인식할 수 있다.
도 7은 도 1에 도시된 컨트롤러(CNT)의 일례를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1 및 도 7을 참조하면, 일례에 따른 컨트롤러(CNT)는 클럭발생기(100), 스위치(200), 아날로그-디지털 변환기(300), 영상저장부(400), 중앙제어유닛(이하, CPU)(500) 및 터치좌표 연산부(600)를 포함한다. 본 실시예에서, 상기 컨트롤러(CNT)는 클럭발생기(100), 스위치(200), 아날로그-디지털 변환기(300), 영상저장부(400), CPU(500) 및 터치좌표 연산부(600)로 구성된 것으로 설명하였으나, 이는 설명의 편의를 위해 논리적으로 구분하였을 뿐, 하드웨어적으로 구분한 것은 아니다.
상기 클럭발생기(100)는 상기 CPU(500)의 제어에 응답하여 복수의 클럭들을 제1 내지 제3 광 송수신기들(S1, S2, S3) 각각에 제공한다. 상기 클럭들은 제1 내지 제3 광 송수신기들(S1, S2, S3)을 구동하기 위해 순차적으로 제공된다. 예를들어, 제1 광 송수신기(S1)에 클럭이 제공된 후, 제2 광 송수신기(S2)에 클럭이 제공되며, 이어 제3 광 송수신기(S3)에 클럭이 제공된다. 즉, 제1 내지 제3 광 송수신기들(S1, S2, S3)은 순차적으로 구동될 수 있다. 예를들어, 제1 광 송수신기(S1)가 구동된 후, 제2 광 송수신기(S2) 및 제3 광 송수신기(S3)가 구동될 수도 있고, 제1 광 송수신기(S1)가 구동된 후, 제3 광 송수신기(S3) 및 제2 광 송수신기(S2)가 구동될 수도 있다. 또한, 제2 광 송수신기(S2)가 구동된 후, 제1 광 송수신기(S1) 및 제3 광 송수신기(S3)가 구동될 수도 있고, 제3 광 송수신기(S3)가 구동된 후, 제2 광 송수신기(S2) 및 제1 광 송수신기(S1)가 구동될 수도 있다.
상기 스위치(200)는 상기 제1 내지 제3 광 송수신기들(S1, S2, S3)에서 제공되는 제1 내지 제3 차단영상들과 제1 내지 제3 출사영상들을 상기 아날로그-디지털 변환기(300)에 순차적으로 제공한다. 예를들어, 상기 스위치(200)는 제1 차단영상 및 제1 출사영상을 상기 아날로그-디지털 변환기(300)에 제공한 후, 제2 차단영상 및 제2 출사영상을 상기 아날로그-디지털 변환기(300)에 제공한 후, 제3 차단영상 및 제3 출사영상을 상기 아날로그-디지털 변환기에 제공한다. 상기 스위치(200)의 동작과 상기 클럭발생기(100)의 동작은 서로 동기될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 광 송수신기(S1)에 클럭이 제공될 때, 상기 제1 광 송수신기(S1)에서 제공되는 제1 차단영상과 제1 출사영상을 상기 아날로그-디지털 변환기(300)에 제공한다. 또한, 상기 제2 광 송수신기(S2)에 클럭이 제공될 때, 상기 제2 광 송수신기(S2)에서 제공되는 제2 차단영상과 제2 출사영상을 상기 아날로그-디지털 변환기(300)에 제공한다. 또한, 상기 제3 광 송수신기(S3)에 클럭이 제공될 때, 상기 제3 광 송수신기(S3)에서 제공되는 제3 차단영상과 제3 출사영상을 상기 아날로그-디지털 변환기(300)에 제공한다.
상기 아날로그-디지털 변환기(300)는 상기 스위치(200)를 통해 제공되는 상기 제1 내지 제3 차단영상들 및 상기 제1 내지 제3 출사영상들을 디지털 변환하여 상기 영상저장부(400)에 제공한다. 본 실시예에서, 하나의 아날로그-디지털 변환기(300)가 상기 컨트롤러(CNT)에 구비되므로, 상기 스위치(200)가 상기 컨트롤러(CNT)에 구비된다. 하지만, 아날로그-디지털 변환기가 3개라면, 상기 스위치(200)는 상기 컨트롤러(CNT)에서 생략될 수 있다.
상기 영상저장부(400)는 복수의 라인 메모리들로 구분되어 상기 제1 내지 제3 차단영상들 및 상기 제1 내지 제3 출사영상들 각각을 저장한다. 예를들어, 상기 제1 차단영상은 제1 라인 메모리에 제공되고, 상기 제1 출사영상은 제2 라인 메모리에 저장된다. 또한, 상기 제2 차단영상은 제3 라인 메모리에 제공되고, 상기 제2 출사영상은 제4 라인 메모리에 저장된다. 또한, 상기 제3 차단영상은 제5 라인 메모리에 제공되고, 상기 제3 출사영상은 제6 라인 메모리에 저장된다. 본 실시예에서, 설명의 편의를 위해 상기 영상저장부(400)가 제1 내지 제6 라인 메모리로 논리적으로 구분된 것을 의미할 뿐, 하드웨어적으로 구분되는 것은 아니다.
상기 CPU(500)는 상기 클럭발생기(100), 상기 아날로그-디지털 변환기(300) 및 상기 터치좌표 연산부(600)의 동작을 제어한다.
상기 터치좌표 연산부(600)는 차단영상 추출부(610), 출사영상 추출부(620), 감산부(630) 및 좌표 추출부(640)를 포함한다.
상기 차단영상 추출부(610)는 상기 영상저장부(400)에서 차단영상을 추출하고, 상기 출사영상 추출부(620)는 상기 영상저장부(400)에서 출사영상을 추출한다. 이때 상기 차단영상 추출부(610)에서 추출되는 차단영상과 상기 출사영상 추출부(620)에서 추출되는 출사영상은 동일한 광 송수신기에서 획득된 영상들이다.
상기 감산부(630)는 상기 출사영상 추출부(620)에서 추출된 출사영상에서 상기 차단영상 추출부(610)에서 추출된 차단영상을 감산한다. 이에 따라, 터치펄스가 획득할 수 있다. 상기 터치펄스에는 좌표정보가 포함된다.
상기 좌표 추출부(640)는 상기 감산부(630)에서 출력되는 터치펄스를 근거로 좌표를 추출한다. 예를들어, 제1 광 송수신기를 통해 획득한 제1 차단영상과 제1 출사영상을 근거로 획득된 제1 터치펄스와 제2 광 송수신기를 통해 획득한 제2 차단영상과 제2 출사영상을 근거로 획득된 제2 터치펄스를 근거로 삼각형에 대한 삼각측량법을 이용하여 특정 터치좌표를 연산할 수 있다. 2개의 광 송수신기들이 이용되면 싱글 터치 동작이 수행될 수 있고, 3개의 광 송수신기들이 이용되면 멀티 터치 동작이 수행될 수 있다.
상기 컨트롤러(CNT)는 외부의 호스트 시스템이나 표시장치 등에 연결된 출력 인터페이스(700)를 더 포함한다. 상기 출력 인터페이스(700)는 터치좌표를 유선 방식으로 상기 호스트 시스템이나 표시장치에 제공할 수도 있고, 터치좌표를 무선 방식으로 상기 호스트 시스템이나 표시장치에 제공할 수도 있다.
본 실시예에서, 컨트롤러(CNT)는 클럭발생기(100), 스위치(200), 아날로그-디지털 변환기(300), 영상저장부(400), CPU(500) 및 터치좌표 연산부(600)를 포함하여, 제1 내지 제3 광 송수신기들(S1, S2, S3)에서 아날로그 타입의 제1 내지 제3 차단영상들과 아날로그 타입의 제1 내지 제3 출사영상들을 수신하여 터치좌표를 인식한다. 하지만, 제1 내지 제3 광 송수신기들(S1, S2, S3)에서 디지털 타입의 제1 내지 제3 차단영상들과 디지털 타입의 제1 내지 제3 출사영상들이 수신되면, 상기 스위치(200) 및 상기 아날로그-디지털 변환기(300)는 생략될 수도 있다.
도 8은 도 1에 도시된 광 송수신기들과 도 7에 도시된 컨트롤러(CNT)의 동작의 일례를 설명하기 위한 파형도들이다.
도 1, 도 2, 도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 제1 광 송수신기(S1)의 광출사부(LEP1)는 제1 광 차단구간(LB1) 동안 비활성화되어 적외선 광을 출사하지 않고, 제1 광 출사구간(LE1) 동안 활성화되어 적외선 광을 출사한다. 상기 제1 광 차단구간(LB1)은 표시장치(미도시)에 표시되는 (3n-2)번째 영상 프레임(n은 자연수)의 전반구간에 대응할 수 있고, 상기 제1 광 출사구간(LE1)은 상기 표시장치에 표시되는 (3n-2)번째 영상 프레임(n은 자연수)의 후반구간에 대응할 수 있다.
상기 제1 광 송수신기(S1)의 라인센서(LIS1)는 상기 제1 광 차단구간(LB1) 동안 제1 차단영상을 획득하고, 상기 제1 광 출사구간(LE1) 동안 제1 출사영상을 획득한다. 상기 감산부(630)가 상기 제1 출사영상에서 상기 제1 차단영상을 감산하면, 제1 터치펄스(TP1)를 얻을 수 있다. 예를들어, 상기 제1 출사영상은 디지털 변환되어 일정 길이를 갖는 제1 라인메모리에 저장될 수 있고, 상기 제1 차단영상 역시 디지털 변환되어 일정 길이를 갖는 제2 라인메모리에 저장될 수 있다. 상기 감산부(630)는 상기 제1 라인메모리의 각 저장소에 저장된 디지털값에서 상기 제2 라인메모리의 각 저장소에 저장된 디지털값을 감산하므로써 상기 제1 터치펄스(TP1)를 얻을 수 있다. 이때, 상기 제1 라인메모리에서 읽혀지는 디지털값의 주소와 상기 제2 라인메모리에서 읽혀지는 디지털값의 주소는 서로 동일하다.
이에 따라, 상기 제1 출사영상에서 상기 제1 차단영상을 감산하면 제1 터치펄스(TP1)를 획득할 수 있다. 상기 제1 광 차단구간(LB1)은 상기 표시장치에 표시되는 (3n-2)번째 영상 프레임(n은 자연수)에 대응할 수 있다.
이어, 상기 제2 광 송수신기(S2)의 광출사부(LEP2)는 제2 광 차단구간(LB2) 동안 비활성화되어 적외선 광을 출사하지 않고, 제2 광 출사구간(LE2) 동안 활성화되어 적외선 광을 출사한다. 상기 제2 광 차단구간(LB2)은 상기 표시장치에 표시되는 (3n-1)번째 영상 프레임(n은 자연수)의 전반구간에 대응할 수 있고, 상기 제2 광 출사구간(LE2)은 상기 표시장치에 표시되는 (3n-1)번째 영상 프레임(n은 자연수)의 후반구간에 대응할 수 있다.
상기 제2 광 송수신기(S2)의 라인센서(LIS2)는 상기 제2 광 차단구간(LB2) 동안 제2 차단영상을 획득하고, 상기 제2 광 출사구간(LE2) 동안 제2 출사영상을 획득한다. 상기 감산부(630)가 상기 제2 출사영상에서 상기 제2 차단영상을 감산하면, 제2 터치펄스(TP2)를 얻을 수 있다.
이에 따라, 상기 제2 출사영상에서 상기 제2 차단영상을 감산하면 제2 터치펄스(TP2)를 획득할 수 있다. 상기 제2 광 차단구간(LB2)은 상기 표시장치에 표시되는 (3n-1)번째 영상 프레임에 대응할 수 있다.
이어, 상기 제3 광 송수신기(S3)의 광출사부(LEP3)는 제3 광 차단구간(LB3) 동안 비활성화되어 적외선 광을 출사하지 않고, 제3 광 출사구간(LE3) 동안 활성화되어 적외선 광을 출사한다. 상기 제3 광 차단구간(LB3)은 상기 표시장치에 표시되는 (3n)번째 영상 프레임(n은 자연수)의 전반구간에 대응할 수 있고, 상기 제3 광 출사구간(LE3)은 상기 표시장치에 표시되는 (3n)번째 영상 프레임(n은 자연수)의 후반구간에 대응할 수 있다.
상기 제3 광 송수신기(S3)의 라인센서(LIS3)는 상기 제3 광 차단구간(LB3) 동안 제3 차단영상을 획득하고, 상기 제3 광 출사구간(LE3) 동안 제3 출사영상을 획득한다. 상기 감산부(630)가 상기 제3 출사영상에서 상기 제3 차단영상을 감산하면, 제3 터치펄스(TP3)를 얻을 수 있다.
이에 따라, 상기 제3 출사영상에서 상기 제3 차단영상을 감산하면 제3 터치펄스(TP3)를 획득할 수 있다. 상기 제3 광 차단구간(LB3)은 상기 표시장치에 표시되는 (3n)번째 영상 프레임에 대응할 수 있다.
도 9a는 도 8에서 설명된 차단영상과 출사영상을 설명하기 위한 개념도이다. 도 9b는 도 8에서 설명된 출사영상에서 차단영상을 감산하여 터치좌표 인식을 위한 터치펄스를 획득하는 것을 설명하기 위한 개념도이다. 여기서, 설명의 편의를 위해 차단영상과 출사영상을 아날로그 타입의 파형도로서 나타내었으나, 상기 차단영상이나 출사영상은 디지털 변환되어 라인메모리에 저장되므로 디지털값이다.
도 9a를 참조하면, 광출사가 차단된 상태인 광 차단구간 동안 수신되는 차단영상은 평균적으로 제1 레벨을 갖는다. 한편, 광이 출사된 상태인 광 출사구간 동안 사용자의 핑거 등에 의해 반사되어 수신된 출사영상은 평균적으로 상기 제1 레벨보다 높은 제2 레벨을 갖는다.
상기 차단영상이나 상기 출사영상에는 유입되는 외부의 광이 포함될 수 있다. 예를들어, 광 송수신기가 적외선 광을 출사하고 이의 반사광을 수신하면, 수신되는 적외선은 터치 인식을 위해 출사된 적외선 광일 수도 있고, 외부에서 유입되는 적외선 광일 수도 있다.
따라서, 상기 차단영상에는 외부에서 유입되는 적외선 광만이 포함되고, 상기 출사영상에는 외부에서 유입되는 적외선 광과 터치 인식을 위해 출사되어 반사된 적외선 광이 포함되므로, 상기 출사영상의 레벨은 상기 차단영상의 레벨보다 높다.
도 9b를 참조하면, 터치 위치를 인식하기 위한 터치펄스는 출사영상에서 차단영상을 감산하여 획득할 수 있다. 본 실시예에서, 출사영상의 L1에 위치하는 영역에서 보다 많은 양의 광이 수신되므로 L1의 위치에서 터치펄스가 발생되는 것을 확인할 수 있다.
도 10은 도 1에 도시된 광 송수신기들과 도 7에 도시된 컨트롤러(CNT)의 동작의 다른 예를 설명하기 위한 파형도들이다.
도 1, 도 2, 도 7 및 도 10을 참조하면, 상기 제1 광 송수신기(S1)의 광출사부(LEP1)는 제1 홀수 프레임(EF11)의 광 차단구간(LB11) 동안 비활성화되어 적외선 광을 출사하지 않고, 상기 제1 홀수 프레임(EF11)의 광 출사구간(LE11) 동안 활성화되어 적외선 광을 출사한다. 상기 제1 홀수 프레임(EF11)은 표시장치(미도시)에 표시되는 (3n-2)번째 영상 프레임(n은 자연수)의 전반구간에 대응할 수 있다.
이때, 상기 제1 광 송수신기(S1)는 상기 제1 홀수 프레임(EF11)의 광 차단구간(LB11) 동안 제1 차단영상을 획득하고, 상기 제1 홀수 프레임(EF11)의 광 출사구간(LE11) 동안 제1 출사영상을 획득한다. 상기 감산부(630)가 상기 제1 출사영상에서 상기 제1 차단영상을 감산하면, 제1 터치펄스(TP1)를 얻을 수 있다. 상기 제1 출사영상은 디지털 변환되어 일정 길이를 갖는 제1 라인메모리에 저장될 수 있고, 상기 제1 차단영상 역시 디지털 변환되어 일정 길이를 갖는 제2 라인메모리에 저장될 수 있다. 상기 감산부(630)는 상기 제1 라인메모리의 각 저장소에 저장된 디지털값에서 상기 제2 라인메모리의 각 저장소에 저장된 디지털값을 감산하므로써 상기 제1 터치펄스(TP1)를 얻을 수 있다. 이때, 상기 제1 라인메모리에서 읽혀지는 디지털값의 주소와 상기 제2 라인메모리에서 읽혀지는 디지털값의 주소는 서로 동일하다.
또한, 상기 제1 광 송수신기(S1)의 광출사부(LEP1)는 제1 짝수 프레임(OF11)의 광 차단구간(LB12) 동안 비활성화되어 적외선 광을 출사하지 않고, 상기 제1 짝수 프레임(OF11)의 광 출사구간(LE12) 동안 활성화되어 적외선 광을 출사한다. 상기 제1 짝수 프레임(OF12)은 상기 표시장치에 표시되는 (3n-2)번째 영상 프레임(n은 자연수)의 후반구간에 대응할 수 있다.
이때, 상기 제1 광 송수신기(S1)는 상기 제1 짝수 프레임(OF11)의 광 차단구간(LB12) 동안 제2 차단영상을 획득하고, 상기 짝수 프레임(OF11)의 광 출사구간(LE12) 동안 제2 출사영상을 획득한다. 상기 감산부(630)가 상기 제2 출사영상에서 상기 제2 차단영상을 감산하면, 제1 터치펄스(TP1)를 얻을 수 있다. 본 실시예에서, 상기 제1 터치펄스에는 2개의 펄스들이 포함된다. 2개의 펄스를 근거로 터치좌표를 인식하므로써, 1개의 펄스를 이용하는 것에 비해 보다 정밀하게 터치좌표를 인식할 수 있다.
이어, 상기 제2 광 송수신기(S2)의 광출사부(LEP2)는 제2 홀수 프레임(EF21)의 광 차단구간(LB21) 동안 비활성화되어 적외선 광을 출사하지 않고, 상기 제2 홀수 프레임(EF21)의 광 출사구간(LE21) 동안 활성화되어 적외선 광을 출사한다. 상기 제2 홀수 프레임(EF21)은 표시장치(미도시)에 표시되는 (3n-1)번째 영상 프레임의 전반구간에 대응할 수 있다.
이때, 상기 제2 광 송수신기(S2)는 상기 제2 홀수 프레임(EF21)의 광 차단구간(LB21) 동안 제3 차단영상을 획득하고, 상기 제2 홀수 프레임(EF21)의 광 출사구간(LE21) 동안 제3 출사영상을 획득한다. 상기 감산부(630)가 상기 제3 출사영상에서 상기 제3 차단영상을 감산하면, 제2 터치펄스(TP2)를 얻을 수 있다.
또한, 상기 제2 광 송수신기(S2)의 광출사부(LEP2)는 제2 짝수 프레임(OF21)의 광 차단구간(LB22) 동안 비활성화되어 적외선 광을 출사하지 않고, 상기 제1 짝수 프레임(OF21)의 광 출사구간(LE22) 동안 활성화되어 적외선 광을 출사한다. 상기 제2 짝수 프레임(OF22)은 상기 표시장치에 표시되는 (3n-1)번째 영상 프레임의 후반구간에 대응할 수 있다.
이때, 상기 제2 광 송수신기(S2)는 상기 제2 짝수 프레임(OF21)의 광 차단구간(LB22) 동안 제4 차단영상을 획득하고, 상기 제2 짝수 프레임(OF21)의 광 출사구간(LE22) 동안 제4 출사영상을 획득한다. 상기 감산부(630)가 상기 제4 출사영상에서 상기 제4 차단영상을 감산하면, 제2 터치펄스(TP2)를 얻을 수 있다. 본 실시예에서, 상기 제2 터치펄스에는 2개의 펄스들이 포함된다. 2개의 펄스를 근거로 터치좌표를 인식하므로써, 1개의 펄스를 이용하는 것에 비해 보다 정밀하게 터치좌표를 인식할 수 있다.
이어, 상기 제3 광 송수신기(S3)의 광출사부(LEP3)는 제3 홀수 프레임(EF31)의 광 차단구간(LB31) 동안 비활성화되어 적외선 광을 출사하지 않고, 상기 제3 홀수 프레임(EF31)의 광 출사구간(LE31) 동안 활성화되어 적외선 광을 출사한다. 상기 제3 홀수 프레임(EF31)은 표시장치(미도시)에 표시되는 (3n)번째 영상 프레임의 전반구간에 대응할 수 있다.
이때, 상기 제3 광 송수신기(S3)는 상기 제3 홀수 프레임(EF31)의 광 차단구간(LB31) 동안 제5 차단영상을 획득하고, 상기 제3 홀수 프레임(EF31)의 광 출사구간(LE31) 동안 제5 출사영상을 획득한다. 상기 감산부(630)가 상기 제5 출사영상에서 상기 제5 차단영상을 감산하면, 제3 터치펄스(TP3)를 얻을 수 있다.
또한, 상기 제3 광 송수신기(S3)의 광출사부(LEP3)는 제3 짝수 프레임(OF31)의 광 차단구간(LB12) 동안 비활성화되어 적외선 광을 출사하지 않고, 상기 제3 짝수 프레임(OF31)의 광 출사구간(LE32) 동안 활성화되어 적외선 광을 출사한다. 상기 제3 짝수 프레임(OF31)은 상기 표시장치에 표시되는 (3n)번째 영상 프레임의 후반구간에 대응할 수 있다.
이때, 상기 제3 광 송수신기(S3)는 상기 제3 짝수 프레임(OF31)의 광 차단구간(LB31) 동안 제6 차단영상을 획득하고, 상기 제3 짝수 프레임(OF31)의 광 출사구간(LE31) 동안 제6 출사영상을 획득한다. 상기 감산부(630)가 상기 제6 출사영상에서 상기 제6 차단영상을 감산하면, 제3 터치펄스(TP3)를 얻을 수 있다.
본 실시예에서, 상기 제3 터치펄스에는 2개의 펄스들이 포함된다. 2개의 펄스를 근거로 터치좌표를 인식하므로써, 1개의 펄스를 이용하는 것에 비해 보다 정밀하게 터치좌표를 인식할 수 있다.
도 11은 도 1에 도시된 컨트롤러의 다른 예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 11을 참조하면, 다른 예에 따른 컨트롤러(CNT)는 클럭발생기(100), 게인 조정기(150), 스위치(200), 아날로그-디지털 변환기(300), 영상저장부(400), CPU(500), 터치좌표 연산부(800) 및 출력 인터페이스(700)를 포함한다. 도 11에 도시된 클럭발생기(100), 스위치(200), 아날로그-디지털 변환기(300), 영상저장부(400) 및 CPU(500)는 도 8에 도시된 클럭발생기(100), 스위치(200), 아날로그-디지털 변환기(300), 영상저장부(400), CPU(500) 및 출력 인터페이스(700)와 동일하므로, 동일한 도면부호를 부여하고 그 상세한 설명은 생략한다.
상기 게인 조정기(150)는 제1 내지 제3 광 송수신기들(S1, S2, S3) 각각의 게인을 조정한다. 예를들어, 상기 게인 조정기(150)는 상기 제1 내지 제3 광 송수신기들(S1, S2, S3) 각각에 구비되는 라인센서의 광 수신 감도를 조정할 수 있다.
즉, 광 차단구간 동안 적외선 광을 수신하는 라인센서의 광 수신 감도를 광 출사구간 동안 적외선 광을 수신하는 라인센서의 광 수신 감도보다 높일 수 있다. 따라서, 광 차단구간 동안 증가된 게인으로 적외선 광을 수신하므로써, 광량이 부족하더라도 광 출사구간 동안 수신되는 광과 동일하게 유지할 수 있다. 이에 따라, 도 9a 및 도 9b에서 설명된 차단영상의 기저 레벨(base level)과 출사영상의 기저 레벨을 균일하게 할 수 있다.
상기 터치좌표 연산부(800)는 차단영상 추출부(810), 감산부(830) 및 좌표 추출부(840)를 포함한다.
상기 차단영상 추출부(810)는 상기 영상저장부(400)에서 차단영상을 추출한다. 상기 영상저장부(400)의 라인메모리에는 광 차단구간 동안 획득된 차단영상이 디지털 변환되어 저장된다. 상기 라인센서의 해상도가 수평방향으로 500픽셀이라면, 상기 차단영상은 제1 내지 제500 픽셀들에 대응하는 디지털값들로 이루어져 상기 라인메모리에 저장된다. 이때, 상기 차단영상 추출부(810)는 상기 라인메모리에 저장된 차단영상에 대응하여 저장된 제1 내지 제500 픽셀들에 대응하는 디지털값들을 순차적으로 추출하여 상기 감산부(830)에 제공한다. 이때 상기 차단영상 추출부(810)에서 추출되는 차단영상에 대응하는 디지털값들의 순서는 상기 아날로그-디지털 변환기(300)에서 제공되는 출사영상에 대응하여 디지털변환된 제1 내지 제500 픽셀들에 대응하는 순서와 동일하다.
상기 감산부(830)는 상기 아날로그-디지털 변한기(300)에서 제공되는 출사영상에서 상기 차단영상 추출부(810)에서 추출된 차단영상을 감산한다. 즉, 상기 출사영상에 대응하는 제1 내지 제500 픽셀들에 대응하는 디지털값들 각각은 상기 차단영상에 대응하는 제1 내지 제500 픽셀들에 대응하는 디지털값 각각에서 감산되어 터치펄스가 획득할 수 있다. 상기 터치펄스에는 좌표정보가 포함된다.
상기 좌표 추출부(840)는 상기 감산부(830)에서 출력되는 터치펄스를 근거로 좌표를 추출한다. 예를들어, 제1 광 송수신기를 통해 획득한 제1 차단영상과 제1 출사영상을 근거로 획득된 제1 터치펄스와 제2 광 송수신기를 통해 획득한 제2 차단영상과 제2 출사영상을 근거로 획득된 제2 터치펄스를 근거로 삼각형에 대한 삼각측량법을 이용하여 특정 터치좌표를 연산할 수 있다. 2개의 광 송수신기들이 이용되면 싱글 터치 동작이 수행될 수 있고, 3개의 광 송수신기들이 이용되면 멀티 터치 동작이 수행될 수 있다.
도 12는 도 1에 도시된 광 송수신기들과 도 11에 도시된 컨트롤러(CNT)의 동작의 일례를 설명하기 위한 파형도들이다.
도 1, 도 2, 도 11 및 도 12를 참조하면, 상기 제1 광 송수신기(S1)의 광출사부(LEP1)는 제1 광 차단구간(LB1) 동안 비활성화되어 적외선 광을 출사하지 않고, 제1 광 출사구간(LE1) 동안 활성화되어 적외선 광을 출사한다. 상기 제1 광 차단구간(LB1)은 표시장치(미도시)에 표시되는 (3n-2)번째 영상 프레임(n은 자연수)의 전반구간에 대응할 수 있고, 상기 제1 광 출사구간(LE1)은 상기 표시장치에 표시되는 (3n-2)번째 영상 프레임(n은 자연수)의 후반구간에 대응할 수 있다.
상기 제1 광 송수신기(S1)의 라인센서(LIS1)는 상기 제1 광 차단구간(LB1) 동안 제1 차단영상을 획득하고, 상기 제1 광 출사구간(LE1) 동안 제1 출사영상을 획득한다. 이때 높은 광 수신 감도로 상기 제1 차단영상을 획득하기 위해, 상기 제1 광 차단구간(LB1) 동안 상기 제1 광 송수신기(S1)의 라인센서(LIS1)의 게인은 조정된다. 이에 따라, 상기 제1 차단영상의 기저 레벨은 상기 제1 출사영상의 기저 레벨보다 같거나 크다. 상기 감산부(630)가 상기 제1 출사영상에서 상기 제1 차단영상을 감산하면, 제1 터치펄스(TP1)를 얻을 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 출사영상에서 상기 제1 차단영상을 감산하면 제1 터치펄스(TP1)를 획득할 수 있다. 상기 제1 광 차단구간(LB1)은 상기 표시장치에 표시되는 (3n-2)번째 영상 프레임(n은 자연수)에 대응할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 제1 출사영상은 디지털 변환되어 일정 길이를 갖는 제1 라인메모리에 저장될 수 있고, 상기 제1 차단영상 역시 디지털 변환되어 일정 길이를 갖는 제2 라인메모리에 저장될 수 있다. 상기 감산부(630)는 상기 제1 라인메모리의 각 저장소에 저장된 디지털값에서 상기 제2 라인메모리의 각 저장소에 저장된 디지털값을 감산하므로써 상기 제1 터치펄스(TP1)를 얻을 수 있다. 이때, 상기 제1 라인메모리에서 읽혀지는 디지털값의 주소와 상기 제2 라인메모리에서 읽혀지는 디지털값의 주소는 서로 동일하다.
이어, 상기 제2 광 송수신기(S2)의 광출사부(LEP2)는 제2 광 차단구간(LB2) 동안 비활성화되어 적외선 광을 출사하지 않고, 제2 광 출사구간(LE2) 동안 활성화되어 적외선 광을 출사한다. 상기 제2 광 차단구간(LB2)은 상기 표시장치에 표시되는 (3n-1)번째 영상 프레임(n은 자연수)의 전반구간에 대응할 수 있고, 상기 제2 광 출사구간(LE2)은 상기 표시장치에 표시되는 (3n-1)번째 영상 프레임(n은 자연수)의 후반구간에 대응할 수 있다.
상기 제2 광 송수신기(S2)의 라인센서(LIS2)는 상기 제2 광 차단구간(LB2) 동안 제2 차단영상을 획득하고, 상기 제2 광 출사구간(LE2) 동안 제2 출사영상을 획득한다. 이때 높은 광 수신 감도로 상기 제2 차단영상을 획득하기 위해, 상기 제2 광 차단구간(LB2) 동안 상기 제2 광 송수신기(S2)의 라인센서(LIS2)의 게인은 조정된다. 이에 따라, 상기 제2 차단영상의 기저 레벨은 상기 제2 출사영상의 기저 레벨보다 같거나 크다. 상기 감산부(630)가 상기 제2 출사영상에서 상기 제2 차단영상을 감산하면, 제2 터치펄스(TP2)를 얻을 수 있다.
이에 따라, 상기 제2 출사영상에서 상기 제2 차단영상을 감산하면 제2 터치펄스(TP2)를 획득할 수 있다. 상기 제2 광 차단구간(LB2)은 상기 표시장치에 표시되는 (3n-1)번째 영상 프레임에 대응할 수 있다.
이어, 상기 제3 광 송수신기(S3)의 광출사부(LEP3)는 제3 광 차단구간(LB3) 동안 비활성화되어 적외선 광을 출사하지 않고, 제3 광 출사구간(LE3) 동안 활성화되어 적외선 광을 출사한다. 상기 제3 광 차단구간(LB3)은 상기 표시장치에 표시되는 (3n)번째 영상 프레임(n은 자연수)의 전반구간에 대응할 수 있고, 상기 제3 광 출사구간(LE3)은 상기 표시장치에 표시되는 (3n)번째 영상 프레임(n은 자연수)의 후반구간에 대응할 수 있다.
상기 제3 광 송수신기(S3)의 라인센서(LIS3)는 상기 제3 광 차단구간(LB3) 동안 제3 차단영상을 획득하고, 상기 제3 광 출사구간(LE3) 동안 제3 출사영상을 획득한다. 이때 높은 광 수신 감도로 상기 제3 차단영상을 획득하기 위해, 상기 제3 광 차단구간(LB3) 동안 상기 제3 광 송수신기(S3)의 라인센서(LIS3)의 게인은 조정된다. 이에 따라, 상기 제3 차단영상의 기저 레벨은 상기 제3 출사영상의 기저 레벨보다 같거나 크다. 상기 감산부(630)가 상기 제3 출사영상에서 상기 제3 차단영상을 감산하면, 제3 터치펄스(TP3)를 얻을 수 있다.
이에 따라, 상기 제3 출사영상에서 상기 제3 차단영상을 감산하면 제3 터치펄스(TP3)를 획득할 수 있다. 상기 제3 광 차단구간(LB3)은 상기 표시장치에 표시되는 (3n)번째 영상 프레임에 대응할 수 있다.
도 13a는 도 12에서 설명된 차단영상과 출사영상을 설명하기 위한 개념도이다. 도 13b는 도 12에서 설명된 출사영상에서 차단영상을 감산하여 터치좌표 인식을 위한 터치펄스를 획득하는 것을 설명하기 위한 개념도이다. 여기서, 설명의 편의를 위해 차단영상과 출사영상을 아날로그 타입의 파형도로서 나타내었으나, 상기 차단영상이나 출사영상은 디지털 변환되어 라인메모리에 저장되므로 디지털값이다.
도 11 및 도 13a를 참조하면, 광출사가 차단된 상태인 광 차단구간 동안 수신되는 차단영상은 평균적으로 제1 레벨을 갖는다. 한편, 광이 출사된 상태인 광 출사구간 동안 사용자의 핑거 등에 의해 반사되어 수신된 출사영상은 평균적으로 상기 제1 레벨과 동일하거나 상기 제1 레벨보다 낮은 제3 레벨을 갖는다.
일반적으로, 상기 차단영상이나 상기 출사영상에는 외부에서 유입되는 적외선 광이 포함될 수 있다. 예를들어, 광 송수신기가 적외선 광을 출사한 후 이의 반사광을 수신하면, 수신되는 적외선 광은 터치 인식을 위해 출사된 적외선 광일 수도 있고, 외부에서 유입되는 적외선 광일 수도 있다. 따라서, 상기 차단영상에는 외부에서 유입되는 적외선 광만이 포함되고, 상기 출사영상에는 외부에서 유입되는 적외선 광과 터치 인식을 위해 출사되어 반사된 적외선 광이 포함되므로, 상기 출사영상의 레벨은 상기 차단영상의 레벨보다 높다. 이러한 경우, 차단영상을 저장하기 위한 라인메모리와 출사영상을 저장하기 위한 라인메모리가 구비되어, 2개의 라인메모리에 저장된 데이터값을 서로 비교하여 터치펄스를 획득하였다.
하지만, 도 13a에 도시된 바와 같이, 차단영상의 기저 레벨을 출사영상의 기저 레벨보다 높거나 같게 설정하면, 출사영상을 저장하는 라인메모리를 생략할 수 있다. 그러면, 이에 대해 간략히 설명한다.
광 차단구간 동안 획득된 차단영상은 디지털 변환되어 라인메모리에 저장된다. 라인센서의 해상도가 수평방향으로 500픽셀이라면, 차단영상은 제1 내지 제500 픽셀들에 대응하는 디지털값들이 상기 라인메모리에 순차적으로 저장된다.
이어, 광 출사구간 동안 획득된 출사영상은 디지털 변환되어 상기 감산부(830)에 제공된다. 상기 라인센서의 해상도가 수평방향으로 500 픽셀이므로, 상기 출사영상의 제1 내지 제500 픽셀들에 대응하는 디지털값들은 상기 감산부(830)에 순차적으로 제공된다.
상기 감산부(830)는 출사영상에 대응하는 제1 내지 제500 픽셀들에 대응하는 디지털값에서 상기 라인메모리에 저장된 차단영상에 대응하는 제1 내지 제500 픽셀들에 대응하는 디지털값을 감산하여 터치펄스들을 획득한다.
이처럼, 광 차단구간 동안 광 송수신기에 구비되는 라인센서의 게인을 높여 상기 차단영상의 기저 레벨이 상기 출사영상의 기저 레벨과 동일하거나 높도록 설정하므로써, 컨트롤러에 구비되는 라인메모리의 수를 줄일 수 있다.
도 13b를 참조하면, 터치 위치를 인식하기 위한 터치펄스는 출사영상에서 차단영상을 감산하여 획득할 수 있다. 이때, 출사영상이 기저 레벨이 차단영상이 기저 레벨과 동일하거나 높게 설정되므로, 상기 터치펄스의 기저 레벨은 제로 또는 제로에 가까운 값이다. 본 실시예에서, 출사영상의 L1에 위치하는 영역에서 보다 많은 양의 광이 수신되므로 L1의 위치에서 터치펄스가 발생되는 것을 확인할 수 있다.
도 14는 도 13b에 도시된 출사영상에서 차단영상을 감산하여 터치펄스를 획득하는 예를 설명하기 위한 개념도이다. 도 14에서, 도면부호 a1, a2, a3, a4, a5, a6, , a500은 차단영상을 구성하는 제1 내지 제500 픽셀들에 대응하는 차단 디지털값들로서, 차단영상추출부가 영상저장부(400)의 라인메모리에서 추출한 값들이다. 도면부호 b1, b2, b3, b4, b5, , b500은 출사영상을 구성하는 제1 내지 제500 픽셀들에 대응하는 출사 디지털값들로서, 상기 아날로그-디지털 변환부(300)에서 순차적으로 제공된다.
도 11, 도 13b 및 도 14를 참조하면, 상기 아날로그-디지털 변환부(300)가 상기 출사 디지털값들이 상기 감산부(830)에 제공되면, 상기 감산부(830)는 상기 차단 디지털값들 각각에서 상기 출사 디지털값들을 순차적으로 감산한다.
예를들어, 상기 감산부(830)는 상기 출사영상의 제1 픽셀에 대응하는 제1 출사 디지털값(b1)에서 상기 차단영상의 제1 픽셀에 대응하는 제1 차단 디지털값(a1)을 감산하여(b1-a1), 터치펄스를 구성하는 제1 터치 디지털값(c1)을 획득한다.
이어, 상기 감산부(830)는 상기 출사영상의 제2 픽셀에 대응하는 제2 출사 디지털값(b2)에서 상기 차단영상의 제2 픽셀에 대응하는 제2 차단 디지털값(a2)을 감산하여(b2-a2), 터치펄스를 구성하는 제2 터치 디지털값(c2)을 획득한다.
이어, 상기 감산부(830)는 상기 출사영상의 제3 픽셀에 대응하는 제3 출사 디지털값(b3)에서 상기 차단영상의 제3 픽셀에 대응하는 제3 차단 디지털값(a3)을 감산하여(b3-a3), 터치펄스를 구성하는 제3 터치 디지털값(c3)을 획득한다.
이러한 방식으로, 상기 감산부(830)는 상기 출사영상의 제500 픽셀에 대응하는 제500 출사 디지털값(b500)에서 상기 차단영상의 제500 픽셀에 대응하는 제500 차단 디지털값(a500)을 감산하여(b500-a500), 터치펄스를 구성하는 제500 터치 디지털값(c500)을 획득한다. 이에 따라, 제1 내지 제500 터치 디지털값들(c1, c2, c3, , c500)은 터치펄스를 구성한다.
이상에서 설명된 바와 같이, 광 차단구간 동안, 광 송수신기에 구비되는 라인센서의 게인을 높여 상기 차단영상의 기저 레벨이 상기 출사영상의 기저 레벨과 동일하거나 높도록 설정하므로써, 컨트롤러(CNT)에 구비되는 라인메모리의 수를 줄일 수 있다.
그러면, 도 15a 내지 도 15e를 참조하여 차단영상에 대응하는 디지털값들과 출사영상에 대응하는 디지털값들을 근거로 차단펄스를 획득하는 예를 개념적으로 설명한다.
도 15a는 픽셀수가 29개인 라인센서에 의해 검출된 차단영상 및 출사영상에 대응하는 값들과 출사영상에서 차단영상을 감산한 차이영상에 대응하는 값을 나타낸 표이다. 도 15a에서, 도면부호 d1은 라인센서의 최좌측 픽셀인 제1 픽셀을 의미하고, d29는 라인센서의 최우측 픽셀인 제29 픽셀을 의미한다.
도 15b는 도 15a에 도시된 차단영상을 나타낸 그래프이다. 도 15b를 참조하면, 차단영상에서 제9 픽셀(d9)은 나머지 픽셀들(d1~d8, d10~d29)에 비해 월등히 높은 값을 갖는 것을 확인할 수 있다. 즉, 제9 픽셀(d9)에는 다른 픽셀들(d1~d8, d10~d29)에 비해 월등히 많은 양의 적외선 광이 검출된 것을 확인할 수 있다. 하지만, 상기 제9 픽셀(d9)이 터치에 의해 반사된 적외선 광인지 외부에서 유입된 노이즈 성분의 적외선 광인지를 판별하기는 어렵다.
도 15c는 도 15a에 도시된 출사영상을 나타낸 그래프이다. 도 15c를 참조하면, 출사영상에서 제9 픽셀(d9)과 제18 픽셀(d18)은 다른 픽셀들(d1~d8, d10~d17, d19~d29)에 비해 월등히 높은 값을 갖는 것을 확인할 수 있다. 즉, 제9 픽셀(d9) 및 제18 픽셀(d18)에는 다른 픽셀들(d1~d8, d10~d17, d19~d29)에 비해 월등히 많은 양의 적외선 광이 검출된 것을 확인할 수 있다. 하지만, 상기 제9 픽셀(d9) 및 제18 픽셀(d18)이 터치에 의해 반사된 적외선 광인지 외부에서 유입된 노이즈 성분의 적외선 광인지를 판별하기는 어렵다.
도 15d는 도 15a에 도시된 출사영상과 차단영상간의 크기를 비교하기 위한 그래프이다. 도 15d를 참조하면, 차단영상의 제9 픽셀(d9)이나 출사영상의 제9 픽셀(d9)은 다른 픽셀들(d1~d8, d10~d17, d19~d29)에 비해 월등히 높은 값을 갖는다. 하지만, 출사영상의 제18 픽셀(d18)은 다른 픽셀(d1~d17, d19~d29)에 비해 월등히 높은 값을 갖는다. 이에 따라, 제9 픽셀(d9)에 대응하여 검출된 적외선 광은 외부에서 유입되는 노이즈인 것을 확인할 수 있다.
도 15e는 도 15a에 도시된 출사영상에서 차단영상을 감산한 그래프이다. 도 15e를 참조하면, 출사영상의 각 픽셀들에서 차단영상의 각 픽셀들을 감산하면, 제18 픽셀(d18)만 플러스값을 가질 뿐, 나머지 픽셀들(d1~d17, d19~d29)은 마이너스 값을 갖는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 제18 픽셀(d18)에 대응하여 펄스가 존재하는 터치펄스를 획득할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 영상의 한 프레임 동안 차단영상과 출사영상을 획득하여 2개의 영상들을 근거로 터치펄스를 획득한다. 이처럼, 상기 차단영상과 상기 출사영상을 빠른 시간(예를들어, 1ms이내)에 획득하여 터치펄스를 획득하므로써, 고정 광원, 예를들어 할로겐 램프, 태양광의 반사광의 입사에 의해 유입되는 허상의 노이즈 성분을 쉽게 제거할 수 있다.
또한, 움직이는 광원이나, 비교적 느린 움직임을 갖는 노이즈, 예를들어, 적외선 난로의 회전, 천장에 붙어있는 큰 팔랑개비의 반사 등에 의해 적외선 노이즈 등이 유입되더라도 허상의 노이즈 성분을 쉽게 제거할 수 있다.
도 16은 도 1에 도시된 컨트롤러(CNT)의 또 다른 예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 16을 참조하면, 또 다른 예에 따른 컨트롤러(CNT)는 클럭발생기(100), 스위치(200), 아날로그-디지털 변환기(300), 영상저장부(400), CPU(500), 터치좌표 연산부(800) 및 클럭 조정기(900)를 포함한다. 도 16에 도시된 클럭발생기(100), 스위치(200), 아날로그-디지털 변환기(300), 영상저장부(400), CPU(500) 및 터치좌표 연산부(800)는 도 11에 도시된 클럭발생기(100), 스위치(200), 아날로그-디지털 변환기(300), 영상저장부(400), CPU(500) 및 터치좌표 연산부(800)와 동일하므로, 동일한 도면부호를 부여하고 그 상세한 설명은 생략한다.
상기 클럭 조정기(170)는 상기 클럭발생기(100)에서 출력되는 클럭들의 듀티를 조정하거나 클럭들의 주파수를 조정한다. 일례로, 상기 클럭 조정기(900)는 광 차단구간동안 제1 내지 제3 광 송수신기(S3)들에 인가되는 클럭의 듀티를 높이고, 광 출사구간동안 제1 내지 제3 광 송수신기(S3)들에 인가되는 클럭의 듀티를 낮출 수 있다. 다른 예로, 상기 클럭 조정기(900)는 광 차단구간동안 제1 내지 제3 광 송수신기(S3)들에 인가되는 클럭의 주파수를 높이고, 광 출사구간동안 제1 내지 제3 광 송수신기(S3)들에 인가되는 클럭의 주파수를 낮출 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 내지 제3 광 송수신기들(S1, S2, S3) 각각에 구비되는 라인센서의 광 수신 감도가 조정될 수 있다. 즉, 광 차단구간 동안 적외선 광을 수신하는 라인센서의 광 수신 감도를 광 출사구간 동안 적외선 광을 수신하는 라인센서의 광 수신 감도보다 높일 수 있다. 따라서, 광 차단구간 동안 증가된 게인으로 적외선 광을 수신하므로써, 광량이 부족하더라도 광 출사구간 동안 수신되는 광과 동일하게 유지할 수 있다. 이에 따라, 도 9a 및 도 9b에서 설명된 차단영상의 기저 레벨과 출사영상의 기저 레벨을 균일하게 할 수 있다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 외부광(예를들어, 적외선 광)의 영향을 최소화하여 터치좌표를 인식할 수 있다. 특히, 적외선 광을 차단한 상태에서 적외선 광을 검출하고, 적외선 광을 출사한 상태에서 반사되는 적외선 광을 검출한 후, 검출된 적외선 광에 대응하는 영상들을 서로 비교하여 특정 터치좌표를 인식하므로써, 외부에서 유입되는 적외선 광의 영향을 최소화할 수 있다.
BPN : 베이스 패널 S1 : 제1 광 송수신기
S2 : 제2 광 송수신기 S3 : 제3 광 송수신기
CNT : 컨트롤러 BDP : 몸체부
LEP : 광출사부 LIS : 라인센서
STP : 신호전송부 100 : 클럭발생기
200 : 스위치 300 : 아날로그-디지털 변환기
400 : 영상저장부 500 : CPU
600 : 터치좌표 연산부 610 : 차단영상 추출부
620 : 출사영상 추출부 630, 830 : 감산부
640 : 좌표 추출부 150 : 게인 조정기
170 : 클럭 조정기

Claims (15)

  1. 컨트롤러가 평면상의 제1 코너에 배치된 제1 광 송수신기의 제어를 통해 제1 터치인식용 광 출사를 차단하여 제1 차단영상을 획득하고, 상기 제1 터치인식용 광을 출사하여 제1 출사영상을 획득하는 단계;
    상기 컨트롤러가 평면상의 제2 코너에 배치된 제2 광 송수신기의 제어를 통해 제2 터치인식용 광 출사를 차단하여 제2 차단영상을 획득하고, 상기 제2 터치인식용 광을 출사하여 제2 출사영상을 획득하는 단계;
    상기 컨트롤러가 상기 제1 출사영상에서 상기 제1 차단영상을 감산하여 제1 터치펄스를 획득하는 단계;
    상기 컨트롤러가 상기 제2 출사영상에서 상기 제2 차단영상을 감산하여 제2 터치펄스를 획득하는 단계; 및
    상기 컨트롤러가 상기 제1 및 제2 터치펄스들을 근거로 터치좌표를 연산하는 단계를 포함하는 터치좌표 인식방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 차단영상의 기저 레벨은 상기 제1 출사영상의 기저 레벨보다 같거나 높고,
    상기 제2 차단영상의 기저 레벨은 상기 제2 출사영상의 기저 레벨보다 같거나 높은 것을 특징으로 하는 터치좌표 인식방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러가 평면상의 제3 코너에 배치된 제3 광 송수신기의 제어를 통해 제3 터치인식용 광 출사를 차단하여 제3 차단영상을 획득하고, 상기 제3 터치인식용 광을 출사하여 제3 출사영상을 획득하는 단계;
    상기 컨트롤러가 상기 제3 출사영상에서 상기 제3 차단영상을 감산하여 제3 터치펄스를 획득하는 단계; 및
    상기 컨트롤러가 상기 제1 내지 제3 터치펄스들을 근거로 터치좌표를 연산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치좌표 인식방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제3 차단영상의 기저 레벨은 상기 제3 출사영상의 기저 레벨보다 같거나 높은 것을 특징으로 하는 터치좌표 인식방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 터치인식용 광들은 적외선 광, 적외선 레이저 및 레이더신호 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 터치좌표 인식방법.
  6. 베이스 패널의 제1 코너에 배치되고, 터치인식용 광을 출사하고, 출사된 터치인식용 광중 반사된 광을 수신하는 제1 광 송수신기;
    상기 베이스 패널의 제2 코너에 배치되고, 터치인식용 광을 출사하고, 출사된 터치인식용 광중 반사된 광을 수신하는 제2 광 송수신기; 및
    (i) 상기 제1 광 송수신기를 제어하여 차단된 터치인식용 광에 상응하는 제1 차단영상과 출사된 터치인식용 광에 상응하는 제1 출사영상을 획득하고, (ii) 상기 제2 광 송수신기를 제어하여 차단된 터치인식용 광에 상응하는 제2 차단영상과 출사된 터치인식용 광에 상응하는 제2 출사영상을 획득하고, (iii) 상기 제1 출사영상에서 상기 제1 차단영상을 감산하여 제1 터치펄스를 획득하고, (iv) 상기 제2 출사영상에서 상기 제2 차단영상을 감산하여 제2 터치펄스를 획득하고, (v) 상기 제1 및 제2 터치펄스들을 근거로 터치좌표를 연산하는 컨트롤러를 포함하는 터치스크린장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 베이스 패널의 제3 코너에 배치되고, 터치인식용 광을 출사하고, 출사된 터치인식용 광중 반사된 광을 수신하는 제3 광 송수신기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 베이스 패널의 제3 코너에 배치되고, 터치인식용 광을 출사하고, 출사된 터치인식용 광중 반사된 광을 수신하는 제3 광 송수신기를 더 포함하고, 상기 제1 내지 제3 광 송수신기들 각각은,
    몸체부;
    상기 몸체부의 전면에 형성되고, 상기 컨트롤러의 제어에 응답하여 터치인식용 광을 출사하는 광출사부; 및
    상기 몸체부의 전면에 상기 광출사부와 평행하게 형성되고, 수신되는 터치인식용 광을 상기 컨트롤러의 제어에 따라 조정된 수신감도로 검출하여 검출된 터치인식용 광에 상응하여 축적된 전하를 영상신호로서 상기 컨트롤러에 출력하는 라인센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 베이스 패널의 제3 코너에 배치되고, 터치인식용 광을 출사하고, 출사된 터치인식용 광중 반사된 광을 수신하는 제3 광 송수신기를 더 포함하고,
    상기 컨트롤러는, (vi) 상기 제3 광 송수신기를 제어하여 차단된 터치인식용 광에 상응하는 제3 차단영상과 출사된 터치인식용 광에 상응하는 제3 출사영상을 획득하고, (vii) 상기 제3 출사영상에서 상기 제3 차단영상을 감산하여 제3 터치펄스를 획득하고, (viii) 상기 제1 내지 제3 터치펄스들을 근거로 터치좌표를 연산하는 것을 특징으로 하는 터치스크린장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    복수의 클럭들을 상기 제1 내지 제3 광 송수신기들 각각에 제공하는 클럭발생기;
    디지털 변환된 제1 내지 제3 차단영상들과 제1 내지 제3 출사영상들을 저장하는 영상저장부; 및
    상기 영상저장부에 저장된 상기 제1 내지 제3 출사영상들과 상기 제1 내지 제3 차단영상들을 근거로 터치좌표를 연산하는 터치좌표 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 제1 내지 제3 광 송수신기들에서 제공되는 상기 제1 내지 제3 차단영상들과 상기 제1 내지 제3 출사영상들을 스위칭 출력하는 스위치; 및
    상기 스위치를 경유하여 제공되는 상기 제1 내지 제3 차단영상들과 상기 제1 내지 제3 출사영상들을 디지털 변환하여 상기 영상저장부에 제공하는 아날로그-디지털 변환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 터치좌표 연산부는,
    상기 영상저장부에 저장된 상기 제1 내지 제3 차단영상들을 추출하는 차단영상 추출부;
    상기 영상저장부에 저장된 상기 제1 내지 제3 출사영상들을 추출하는 출사영상 추출부;
    상기 제1 출사영상에서 상기 제1 차단영상을 감산하여 제1 터치펄스를 획득하고, 상기 제2 출사영상에서 상기 제2 차단영상을 감산하여 제2 터치펄스를 획득하고, 상기 제3 출사영상에서 상기 제3 차단영상을 감산하여 제3 터치펄스를 획득하는 감산부; 및
    상기 제1 내지 제3 터치펄스들을 근거로 터치좌표를 추출하는 좌표 추출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린장치.
  13. 제10항에 있어서, 상기 터치좌표 연산부는,
    상기 영상저장부에 저장된 상기 제1 내지 제3 차단영상들을 추출하는 차단영상 추출부;
    상기 제1 내지 제3 출사영상들이 제공됨에 따라, 상기 제1 출사영상에서 상기 제1 차단영상을 감산하여 제1 터치펄스를 획득하고, 상기 제2 출사영상에서 상기 제2 차단영상을 감산하여 제2 터치펄스를 획득하고, 상기 제3 출사영상에서 상기 제3 차단영상을 감산하여 제3 터치펄스를 획득하는 감산부; 및
    상기 제1 내지 제3 터치펄스들을 근거로 터치좌표를 추출하는 좌표 추출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린장치.
  14. 제10항에 있어서, 상기 제1 내지 제3 광 송수신기들 각각은 수신된 터치인식용 광에 상응하여 축적된 전하를 상기 제1 내지 제3 차단영상들 또는 상기 제1 내지 제3 출사영상들로서 출력하는 라인센서를 포함하고,
    상기 컨트롤러는 상기 라인센서의 수신감도를 조정하기 위해 상기 제1 내지 제3 광 송수신기들 각각에 구비되는 상기 라인센서의 게인을 조정하는 게인 조정기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린장치.
  15. 제10항에 있어서, 상기 제1 내지 제3 광 송수신기들 각각은 수신된 터치인식용 광에 상응하여 축적된 전하를 상기 제1 내지 제3 차단영상들 또는 상기 제1 내지 제3 출사영상들로서 출력하는 라인센서를 포함하고,
    상기 컨트롤러는 상기 라인센서의 수신감도를 조정하기 위해 상기 클럭발생기에서 출력되는 클럭의 듀티 또는 주파수를 조정하여 상기 라인센서의 게인을 조정하는 클럭 조정기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린장치.
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