KR101451587B1 - 적외선 센서모듈과 이의 터치 센싱 방법 및 이에 이용되는 자동 교정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수광 영역을 변경함으로써 광신호 영역을 커버하도록 하고 늘어난 수광 영역 내의 블록 처리를 통해 노이즈를 방지하며 물리적 조정없이 수광 영역의 조정이 가능한 적외선 센서모듈과 이의 터치 센싱 방법 및 이에 이용되는 자동 교정(auto calibration) 방법에 관한 것으로, 본 발명의 터치 센싱 방법은, 수광 영역을 포함한 센서부를 갖고, 표시 패널면에 수직하게 배치되며, 상기 수광 영역은 각각 복수개의 수광 픽셀을 행 방향으로 갖는 m x n (m, n은 2 이상의 자연수) 블록으로 나뉘어지는 적외선 센서모듈을 온시키는 단계;와, 상기 각 블록들의 광신호를 스캔하는 단계;와, 상기 각 열별 블록들에 대해, 가장 높은 값의 광신호를 갖는 블록을 선택하는 단계; 및 각 열별 선택된 블록의 수광 픽셀의 광신호를 합산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

적외선 센서모듈과 이의 터치 센싱 방법 및 이에 이용되는 자동 교정 방법 {Infrared Sensor Module, Touch Sensing Method Using the Same and Auto Calibration Method}

본 발명은 광학 센싱 프레임에 관한 것으로 특히, 수광 영역을 변경함으로써 광신호 영역을 커버하도록 하고 늘어난 수광 영역 내의 블록 처리를 통해 노이즈를 방지하며 물리적 조정없이 수광 영역의 조정이 가능한 적외선 센서모듈과 이의 터치 센싱 방법 및 이에 이용되는 자동 교정(auto calibration) 방법에 관한 것이다.

일반적으로 터치 스크린(Touch Screen)은 각종 디스플레이를 이용하는 정보통신기기와 사용자 간의 인터페이스를 구성하는 여러 방식 중의 하나로서, 사용자가 손이나 펜으로 화면을 직접 접촉함으로써 기기와 인터페이스할 수 있는 입력장치이다.

터치 스크린은 디스플레이에 표시되어 있는 버튼을 손가락으로 접촉하는 것만으로 대화적, 직감적으로 조작함으로써 남녀노소 누구나 쉽게 사용할 수 있는 입력장치이기 때문에, 개인적으로 사용하는 모니터 및 TV 외에도 현재 은행이나 관공서의 발급 장치, 각종 의료장비, 관광 및 주요 기관의 안내, 교통안내 등 많은 분야에서 적용되고 있다.

이러한 터치 스크린은 인식하는 방법에 따라, 저항막 방식(Resistive Type), 정전 용량 방식(Capacitive Type), 초음파 방식(Ultrasonic Wave Type), 적외선 방식(Infrared Type) 등이 있다.

상술한 각 방식의 이점은 각기 상이하지만, 근래에는 터치면이 받는 압력을 최소화하고, 배치의 편리성으로 적외선 방식의 터치 스크린이 주목되고 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 광학식 터치 스크린을 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 광학식 터치 스크린에 있어서, 표시 모듈과 그 외곽에 배치된 적외선 센서모듈을 나타낸 평면도이다.

도 1과 같이, 종래의 광학식 터치 스크린은, 표시 모듈(1)의 외곽에 적외선 센서모듈(2a, 2b)을 배치하여 이루어진다. 도시되지는 않았지만, 상기 적외선 센서모듈(2a, 2b)을 연결하는 수평선을 제외한 나머지 표시 모듈(1)의 세변에 재귀 반사판(미도시)이 위치한다.

그리고, 상기 적외선 센서모듈(2a, 2b)은 표시 모듈(1)과는 별도의 어셈블리(assembly)(미도시)와 결합하고, 그 하부에 강화 유리(미도시)을 포함하여 상기 표시 모듈(1) 상에 위치한다. 상기 강화 유리는 직접적으로 사용자의 터치가 이루어지는 터치 입력면이 된다.

여기서, 상기 적외선 센서모듈(2a, 2b)은 표시 모듈(1)의 외곽 코너에 위치하며, 각 위치에서 수평적으로 입사되는 광을 센싱하는 수광부를 갖는다.

터치 검출시, 각 적외선 센서모듈(2a, 2b)은 각각 자신이 위치한 위치에서, 좌표 입력 영역으로부터 입사되는 빛을 받아들여 광량 분포 측정을 통해 좌표 입력 영역에 있는 물체 좌표를 알 수 있다. 이러한 수광부는 터치 입력면으로 기능하는 강화유리 표면 상에 위치 고정이 중요한 것으로, 이는 적외선 센서모듈의 위치가 틀어질 경우 광신호가 수광부로 온전히 다 들어오지 않아 좌표입력 영역 내의 물체 인식이 어려워지므로, 터치를 인식하지 못하거나 오인식하는 경우가 발생되기 때문이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 광학식 터치 스크린은 다음과 같은 문제점이 있다.

일반적으로 적외선 센서모듈 내의 수광부는 일렬로 복수개의 픽셀을 구비한 라인 센서의 형태로 적외선 센서모듈에 구비되어 있다. 이 경우, 적외선 센서모듈의 조립시 원천적인 틀어짐이 있거나, 시간의 경과 또는 제품의 충격이 있어 그 위치가 틀어질 경우, 수광되는 실제 광 신호가 적외선 센서모듈의 수광부로부터 벗어나는 현상이 있다. 이 경우, 터치 감도가 떨어지거나 정상적으로 터치 위치를 인식하지 못하게 된다.

이를 방지하기 위해, 적외선 센서모듈의 틀어짐을 고려하여 상하좌우 수광부의 크기를 크게 하는 방법이 고려되었으나, 이 경우에는 적외선 센서모듈이 차지하는 부피가 커져 터치 스크린이 차지하는 두께와, 외곽면적이 증가되는 문제가 있다. 또한, 실제 필요한 공간보다 훨씬 넓은 수광부를 배치하여야 하므로 데이터 전송량이 증가하여 이의 처리가 문제된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 수광 영역을 변경함으로써 광신호 영역을 커버하도록 하고 늘어난 수광 영역 내의 블록 처리를 통해 노이즈를 방지하며 물리적 조정없이 수광 영역의 조정이 가능한 적외선 센서모듈과 이의 터치 센싱 방법 및 이에 이용되는 자동 교정(auto calibration) 방법을 제공하는 데, 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 적외선 센서모듈은 수광 영역을 포함한 센서부를 갖는 적외선 센서모듈에 있어서, 상기 센서부는 표시 패널면에 수직하게 배치되며, 상기 수광 영역은 m x n (m, n은 2 이상의 자연수) 블록으로 나뉘어지고, 각 블록에는 동일 행으로 배치된 복수개의 수광 픽셀을 포함하며, 광이 수광된 특정 블록별 광신호가 터치 제어부로 전달되는 것에 그 특징이 있다.

상기 각 블록에는 10~500개의 수광 픽셀을 가질 수 있다.

그리고, 상기 수광 픽셀 각각은 가로 길이보다 세로 길이가 상대적으로 길 수 있다.

상기 특정 블록은, 상기 n 개의 열 각각에 대해 상기 m 개의 행 중 적어도 어느 하나에서 선택된다.

상기 특정 블록의 선택은 수광된 광신호의 광량 분포를 통해 이루어질 수 있다.

또한, 상기 특정 블록의 선택은 수광된 광신호를 필터링하여 노이즈를 제거한 후에 이루어진다.

상기 m과 n은 각각 2 이상 10 이하이다.

또한, 동일한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 적외선 센서모듈의 터치 센싱 방법은, 수광 영역을 포함한 센서부를 갖고, 표시 패널면에 수직하게 배치되며, 상기 수광 영역은 각각 복수개의 수광 픽셀을 행 방향으로 갖는 m x n (m, n은 2 이상의 자연수) 블록으로 나뉘어지는 적외선 센서모듈을 온시키는 단계;와, 상기 각 블록들의 광신호를 스캔하는 단계;와, 상기 각 열별 블록들에 대해, 가장 높은 값의 광신호를 갖는 블록을 선택하는 단계; 및 각 열별 선택된 블록의 수광 픽셀의 광신호를 합산하는 단계를 포함하는 것에 또 다른 특징이 있다.

상기 선택된 블록을 활성화하여 관심 영역(ROI: Region of Interest)으로 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 각 블럭의 광신호를 스캔하는 단계는 상기 적외선 센서모듈을 포함한 표시 장치의 구동시마다 이루어질 수 있다.

상기 각 블럭의 광신호를 스캔하는 단계는, 사용자가 선택하여 이루어진다. 이 경우, 상기 사용자 선택 전까지 설정된 관심 영역을 저장하여, 광신호 측정에 이용할 수 있다.

또한, 상기 각 블럭의 광신호를 스캔하는 단계는, 이벤트 발생시마다 이루어질 수도 있다.

상기 이벤트 발생 전까지 설정된 관심 영역을 저장하여, 광신호 측정에 이용할 수 있다.

또한, 동일한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 적외선 센서모듈의 자동 교정 방법은, 수광 영역을 포함한 센서부를 갖고, 표시 패널면에 수직하게 배치되며, 상기 수광 영역은 각각 복수개의 수광 픽셀을 행 방향으로 갖는 m x n (m, n은 2 이상의 자연수) 블럭으로 나뉘어지는 적외선 센서모듈을 온시키는 단계;와, 상기 m 개의 행마다 광신호를 스캔하는 단계;와, 상기 각 행별 광신호를 비교하는 단계;와, 상기 n 개의 열별 블록들에 대해 각각 가장 높은 값의 광신호를 갖는 블럭을 선택하는 단계;와, 선택된 블럭을 활성화하고 비선택된 블럭을 비활성화하여 구분하는 단계를 포함하는 것에 또 다른 특징이 있다.

상기 활성화된 블럭들을 관심 영역(ROI: Region of Interest)으로 설정하는 단계를 더 포함한다.

상기 n 개의 열별 블록들에 대해 각각 가장 높은 값의 광신호를 갖는 블럭을 선택하는 단계는 각 열에서 일 이상의 블럭을 선택하도록 이루어진다.

상기와 같은 본 발명의 적외선 센서모듈과 이의 터치 센싱 방법 및 이를 적용한 자동 교정 방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 적외선 센서모듈 내의 센서부 내 수광영역이 여러개의 행과 수백개의 열의 픽셀을 포함하도록 하여, 광신호가 적외선 센서모듈의 수광 영역을 벗어나지 않게 한다. 따라서, 전체적으로 적외선 센서모듈의 높이나 체적을 변하지 않고, 광신호를 수광부내 픽셀에 수렴시킬 수 있다. 따라서, 터치 오동작을 방지하여 터치 감도를 향상시킬 수 있다.

둘째, 수광 영역의 행의 개수가 늘더라도 늘어난 행은 센서부의 남은 공간을 이용하여 배치한 것으로, 적외선 센서모듈의 전체 두께는 늘리지 않아, 광학식 터치 검출을 표시 장치의 슬림화를 유지한 상태로 얻을 수 있다.

셋째, 센서부 내 수광 영역의 각 행을 일정한 개수의 픽셀을 포함하는 블록으로 나누어, 광신호가 집중된 특정 블록만을 선택하여 데이터 처리하여, 그 외 영역에서 발생하는 노이즈에 의한 영향을 배제할 수 있다.

넷째, 광신호가 집중된 특정 블록만을 선택하여 데이터 처리함에 의해, 데이터 처리량을 줄여 터치 검출의 속도 저하를 방지할 수 있다.

다섯째, 수광 영역 내의 특정 블록의 선택을 제품의 매구동시마다 자동적으로 하거나 혹은 사용자의 선택이나 이벤트에서 수행할 수 있어, 센서부 특정 블록의 수직 정렬을 자동적으로 처리함으로써 시간 경과 혹은 제품에 발생된 충격에 따라 발생하는 적외선 센서모듈의 틀어짐에 의한 터치 오동작을 방지할 수 있다.

여섯째, 자동 교정방법을 적용하여 관심 영역을 각 블록 열에 대해 한 개 이상의 특정 블록을 선택한 후, 선택된 블록들에 대해서만 열 단위로 픽셀별 광량 합산을 적용하여 터치 센싱을 위한 광량(광신호) 검출시 연산량을 줄일 수 있다.

도 1은 종래의 광학식 터치 스크린에 있어서, 표시 모듈과 그 외곽에 배치된 적외선 센서모듈을 나타낸 평면도
도 2는 적외선 센서모듈의 좌우 틀어짐을 나타낸 평면도
도 3은 도 2의 수광 영역 대비 광신호 영역과, 이 때의 수광 영역에서의 광신호 파형을 나타낸 그래프
도 4는 적외선 센서모듈의 상하 틀어짐을 나타낸 평면도
도 5는 도 4의 수광 영역 대비 광신호 영역과, 이 때의 수광 영역에서의 광신호 파형을 나타낸 그래프
도 6은 도 4의 문제점을 해결하기 위한 일 형태의 적외선 센서모듈의 수광 영역을 나타낸 도면
도 7은 도 6의 광신호 센싱 후 광신호출력을 나타낸 그래프
도 8은 본 발명의 적외선 센서모듈이 배치된 표시 장치의 코너를 나타낸 사시도
도 9는 본 발명의 적외선 센서모듈의 수광 영역을 나타낸 도면
도 10은 도 9의 A2열에서 선택된 블록을 나타낸 도면
도 11은 A2 열의 활성 블록에서, 각 픽셀의 광신호 출력과 이의 합산을 나타낸 도면
도 12는 도 9의 광신호 센싱 후 광신호출력을 나타낸 그래프
도 13은 본 발명의 적외선 센서모듈에 구비된 센서부를 나타낸 평면도
도 14는 도 13의 수광 영역의 우측 하단 코너의 일부를 나타낸 확대도
도 15는 본 발명의 표시 장치를 나타낸 블록도
도 16은 본 발명의 적외선 센서모듈의 자동 교정 방법을 나타낸 플로우 차트
도 17은 본 발명의 자동 교정 방법을 적용한 터치 센싱 방법을 나타낸 플로우 차트

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 적외선 센서모듈과 터치 센싱 방법 및 이의 자동 교정 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 적외선 센서모듈의 틀어짐이 있는 경우, 광신호 수광 특성을 살펴본다.

도 2는 적외선 센서모듈의 좌우 틀어짐을 나타낸 평면도이며, 도 3은 도 2의 수광 영역 대비 광신호 영역과, 이 때의 수광 영역에서의 광신호 파형을 나타낸 그래프이다.

도 2는 적외선 센서모듈(5)이 좌우 중심라인 대비 좌우 틀어졌을 때를 나타낸 것으로, 이 경우, 상기 적외선 센서모듈(5)에 가로 방향으로 일렬로 배치된 수광 영역(5a)이 있을 때, 도 3과 같이, 실제 광신호가 들어오는 광신호 영역이 좌우 일부가 상기 수광 영역(5a)으로부터 벗어나게 된다.

상기 수광 영역(5a)의 세로 길이 a는 하나의 수광 픽셀의 세로 길이와 동일하다.

여기서, 상기 수광 영역(5a)이 예를 들어, 500개의 수광 픽셀을 가로 라인 상으로 구비된 라인 센서라 한다면, 도 3과 같이, 현저하게 광신호의 출력이 수광 영역(5a)의 좌우에서 낮게 관찰된다. 이는 실제 광신호가 들어오는 광신호 영역이 수광 영역(5a)에서 벗어나기 때문에 발생된 결과이다. 이 경우, 상기 수광 영역(5a)의 좌우에 대응되는 터치 좌표는 검출이 불가할 것으로, 좌우 틀어짐에 의해 터치 오검출이 발생할 수 있음을 알 수 있다.

도 4는 적외선 센서모듈의 상하 틀어짐을 나타낸 평면도이며, 도 5는 도 4의 수광 영역 대비 광신호 영역과, 이 때의 수광 영역에서의 광신호 파형을 나타낸 그래프이다.

도 4와 같이, 적외선 센서모듈(5)이 상하 중심라인 대비 위 또는 아래로 틀어질 경우, 도 5와 같이, 상기 적외선 센서모듈(5)에 가로 방향으로 일렬로 배치된 수광 영역(5a)에 대해, 실제 광신호가 들어오는 광신호 영역이 수광 영역(5a)으로부터 벗어나버리는 현상도 발생할 수 있다.

이 경우, 수광 영역에 광 신호가 입사되지 않기 때문에, 적외선 센서모듈에서 출력되는 파형이 매우 작으며 그 값은 유효한 값이 아니기 때문에, 사실상 터치 검출이 불가하다.

도 6은 도 4의 문제점을 해결하기 위한 일 형태의 적외선 센서모듈의 수광 영역을 나타낸 도면이며, 도 7은 도 6의 광신호 센싱 후 광신호출력을 나타낸 그래프이다.

상술한 적외선 센서모듈의 틀어짐에 의한 문제점을 해결하기 위한 방법으로, 도 6과 같이, 수광 영역의 세로 방향 길이를 매우 크게 구현하는 방법을 사용할 수 있다. 도시된 도면에서는 적외선 센서모듈(60)을 도 4의 적외선 센서모듈(5) 대비 세로의 길이를 k(k는 2이상의 자연수)배로 하여 형성한 바를 나타낸다. 이 경우, 수광 영역의 세로 방향 길이가 길어져, 상기 적외선 센서모듈(60)이 틀어지더라도 수광 영역 내에 충분히 광신호가 들어온다.

여기서, 상기 수광 영역 내에는 복수개의 열에 픽셀들이 각각 분포하게 되며, 각 픽셀에서 광량이 센싱된다. 이 때, 도 7과 같이, 한 픽셀에서 수신된 광량을 살펴보면 원래 입사되어야 할 광신호 외에도 노이즈가 함께 센싱되어 들어오게 된다.

따라서, 상술한 도 6의 구조의 수광 영역과 같이, 수광 영역의 세로 방향을 확장한 경우, 상하 방향으로 또는 좌우 방향의 틀어짐을 보완할 수는 있으나 광신호와 함께 노이즈 성분이 포함된 파형이 검출되어, 터치 검출 성능을 저하시키는 문제점이 있다.

이에 따라, 본 발명의 적외선 센서모듈은 상하 또는 좌우 틀어짐을 감안하여 광신호 영역이 모두 수광 영역내에 포함되도록, 수광 영역의 크기를 보다 크게 설정하며, 동시에 픽셀 데이터 열 방향 신호를 합산하여 각 열에 픽셀들에 대해 하나의 신호를 출력하도록 하는 방법 및 블록 처리를 통해 데이터 전송량을 줄이도록 설계된다.

도 8은 본 발명의 적외선 센서모듈이 배치된 표시 장치의 코너를 나타낸 사시도이다.

도 8과 같이, 적외선 센서모듈(21A)은 그 내부에 적외선 광을 수광하여 터치 제어부(미도시)측으로 광신호 출력을 전달하는 센서부(Sensor block)(2100)를 포함한다. 또한, 상기 적외선 센서모듈(21A) 내에는 적외선 발광부(미도시)를 함께 포함할 수 있다. 경우에 따라 적외선 발광부는 경우에 적외선 센서모듈(21A)과 분리하여 형성할 수도 있다.

이러한 적외선 센서모듈(21A)은 표시 패널(10)에 대해 상기 센서부(2100)가 수직하게 위치하도록 배치되며, 그 배치 영역은 표시 패널(10)의 코너에 상당한다.

한편, 상기 표시 패널(10)의 가장자리에는 상기 적외선 센서모듈(21A)을 제외하여 재귀 반사판(25)이 더 형성되어, 발광부로부터 상기 재귀 반사판(25)에 입사된 광이 반사되어 상기 적외선 센서모듈(21A)로 수렴되게 한다. 이 경우, 상기 재귀 반사판(25)은 케이스 탑(26)의 상부면의 하측으로 위치하여, 적외선 발광부와 센서부(2100)간 적외선 광이 수평적으로 전달될 수 있게 한다. 경우에 따라, 상기 재귀 반사판(25)과 상기 케이스 탑(26)의 안측면 사이에 플라스틱 성분의 프레임 구조물(미도시)이 더 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 재귀 반사판(25)은 상기 프레임 구조물의 측부에 부착되어 위치한다.

여기서, 상기 표시 패널(10)의 코너에 형성된 적외선 센서모듈(21A)과, 표시 패널(10)의 가장자리에 형성된 재귀 반사판(25)과, 상기 재귀 반사판이 부착된 프레임 구조물(미도시) 및 케이스 탑(26)을 포함하여 광학 센싱 프레임(optical sensing frame)이라 한다.

한편, 상기 적외선 센서모듈(21A)의 발광부와 센서부(2100)는 각각 적외선 광을 발광 및 수광할 수 있게 적합하도록 렌즈(미도시)와 적외선 필터(미도시)를 더 구비할 수 있다.

또한, 상기 적외선 센서모듈(21A)의 센서부(2100)로부터 수신된 적외선 수광량 데이터는 콘트롤보드(도 15의 30 참조)에 공급되어, 터치 검출 연산에 이용된다.

상기 센서부(2100)는 내부에 수광 영역을 포함하며, 상기 수광 영역은 1차원으로 배열된 복수개의 블록을 복수 열로 배열하여 2차원적 배열을 갖는다. 그리고, 각 블록 내에 열 방향의 복수개 픽셀을 포함한다. 여기서 픽셀은 일종의 수광 소자로서 각각 가로, 세로가 다른 직사각형 형태로 되어 있으며, 광신호를 전기 신호로 변환하여 출력하는 기능을 가진다.

상술한 픽셀은 하나의 행에서 각각이 열 방향의 긴 형상으로 복수개로 배치된 일차원의 배열을 가질 경우에는, 각 픽셀별로 센싱된 광신호 출력을 낸다. 그런데, 도 8과 같이, 이차원적 블록 배열에, 각 블록 내에 복수개 픽셀을 구비할 경우에는, 수직 배열된 픽셀 각각의 출력을 모두 열 단위로 합하여 해당 열 픽셀에 하나의 출력을 내게 하거나, 혹은 동일 열을 이루는 픽셀들 중 특정 블록(들) 내의 픽셀들의 출력만을 합하여 해당 열에서 하나의 출력을 내게 하거나, 혹은 열을 이루는 픽셀 중 특정한 하나의 출력만을 열에 해당하는 출력이 되게 할 수 있다. 이하의 설명에서 사용하는 센싱 방식은 상술한 두번째 및 세번째 방식으로 각 열에 해당하는 광신호 출력을 결정한다.

이하에서, 본 발명의 적외선 센서모듈의 수광 영역과 이의 광신호 검출을 살펴본다.

도 9는 본 발명의 적외선 센서모듈의 수광 영역을 나타낸 도면이다.

도 9를 참조하여, 본 발명의 적외선 센서모듈의 센서부를 설명하면, 센서부는 일종의 이미지 센서로, 그 내부에 m x n (m, n은 2 이상의 자연수)의 개수로 블록화된 수광 영역(210)을 포함한다.

상기 수광 영역(210)은 m x n (m, n은 2 이상의 자연수) 블록으로 나뉘어지고, 예를 들어, 적외선 센서모듈이 좌우 또는 상하 중심라인에서 틀어져 있을 때, 상기 수광 영역에 기울어진 상태로 광신호 수광이 이루어진다.

여기서, 상기 수광 영역(210)의 세로 길이 A는 도 8의 상기 센서부(2100)의 세로 길이보다 작은 값이다.

그리고, 상기 m과 n은 각각 2 내지 10의 자연수를 의미한다.

즉, 본 발명의 적외선 센서모듈의 센서부 내 수광 영역은 2 내지 10 개의 행과 열의 블록 배치를 갖고, 각 블록 내에 복수개의 수광 픽셀을 갖게 확장되어, 적외선 센서모듈의 틀어짐이 발생하여도 광신호가 모두 수광 영역(210)에 들어올 수 있다. 이 경우, 본 발명의 적외선 센서모듈의 센서부 내 수광 영역은 복수개의 블록으로 나누며, 광신호가 집중된 특정 블록만을 활성화시켜 활성화된 블록내에 신호를 각 열에 대해 합산하여 출력하도록 한다.

수광 영역 내에 상기 채색된 영역들이 실제 광신호 센싱에 이용되는 영역으로 관심 영역(ROI: Region of Interest)으로 정해진다.

여기서, 각 블록은 가로 방향으로 일렬로 형성된, 복수개의 픽셀을 포함한다. 이 때, 각 블록당 동일 행에서 복수개의 열에 약 10~500개의 수광 픽셀을 갖는다. 이 경우, 상기 수광 픽셀 각각은 가로 길이보다 세로 길이가 상대적으로 긴 직사각형 형태이다. 상기 각 블록은 가로 a, 세로 b의 값을 갖도록 설정되며, 각 블록의 세로 길이는 하나의 수광 픽셀의 세로 길이와 같다. 도 9의 기준으로 하면, 일 블록 내에 5개의 수광 픽셀을 포함하고 있고, 블록들을 가로, 세로 5개씩 구비하여 배치하고 있다.

그러나 블록 내의 픽셀 수나 블록들의 수는 도시된 예에 한정되지 않고, 필요에 따라 하나의 행에 들어가는 수광 픽셀의 수를 변경할 수도 있고, 블록들의 행과 열의 개수를 변경할 수도 있다.

예를 들어, 도 9의 광신호가 센싱된 수광 영역에 대한 픽셀별 광신호 출력을 살펴보면 다음과 같다.

도 10은 도 9의 A2열에서 선택된 블록을 나타낸 도면이며, 도 11은 A2 열의 활성 블록에서, 각 픽셀의 광신호 출력과 이의 합산을 나타낸 도면이다.

도 10과 같이, A2 블록 열에 대해, 세로 방향으로 B1~B5의 5개의 블록이 배치되어 있으나, 광량이 집중되어 활성화된 블록은 A2-B3, A2-B4 블록들이다. 여기서, A2-B2 블록은 일차적으로 광량이 부분적으로 센싱될 수 있으나, 이는 실질적으로 원래 적외선 센서모듈로 센싱되어져 들어오는 신호가 아닌 노이즈로, 상술한 특정 블록의 활성에 의해 이러한 노이즈는 배제될 수 있다.

도 11과 같이, A2 블록 열에 대해 센싱된 광량을 각 열의 픽셀들에서 합산하는데, 활성화된 블록인 A2-B3, A2-B4 블록들을 제외한 A2-B1, A2-B2, A2-B5는 비활성 블록으로 이러한 광신호 합산 값에서 제외된다. 여기서, A2-B1, A-B5는 센싱된 광량이 0인 것으로, 노이즈로 유발된 A2-B2의 광량만 실제 합산 값에서 제외된다.

따라서, 도 12와 같이, 각 열에서 활성화된 블록들을 선택한 후, 동일 열의 픽셀들의 광신호 값이 합산된 값을 복수개의 픽셀별로 살펴보면, 픽셀별로 동일 수준의 광량 값을 나타냄을 알 수 있다. 이러한 광량 검출은 전체 구비된 픽셀에 대해 일정 이상의 안정된 값이 출력됨을 알 수 있다. 이는 노이즈에 의한 영향이 배제됨을 의미한다.

도 9의 블록 선택은 노이즈에 의한 영향을 배제하도록, 동일 열에서 선택적으로 최대 출력의 광신호 값을 갖는 블록을 선택하여 선택된 블록만을 관심 영역(ROI: Region of Interest)으로 설정하는 방법을 이용하는 것이다. 이는 일종의 필터링으로, 이 과정을 통해 복수개의 블록 모두에 대해 데이터 전송이 이루어지지 않고, 특정 선택 블록에서 터치 제어부로 수광된 광신호 전달이 이루어지게 되어 데이터 전송량을 일렬로 배치된 복수개의 수광픽셀을 갖는 라인 센서와 유사 수준으로 줄일 수 있다.

도시된 바와 같이, 예를 들어, 5x5 블록(A1~A5 x B1~B5)을 갖는 수광 영역에서 A1, A2 블록 열에 대해서는 B3, B4 블록 행이 선택되었고, A3, A4, A5 블록 열에 대해서는 B2, B3 블록 행이 선택되었다. 도시된 예에는 각 열의 대해 2개의 블록 행이 각 블록 열에 대해 선택됨을 나타내었지만, 이에 한정되지는 않고, 각 열에 대해 하나인 경우나 3개 이상인 경우도 가능할 것이다. 여기서, 광신호 검출에 있어서, 선택된 블록을 액티브 상태로 하고, 선택되지 않은 블록은 비활성 상태로 한다.

각 블록 내에는 복수개에 열에 형성된 픽셀들이 포함되어 있다. 도시된 예에는 각 블록 내에 5개의 픽셀들이 포함된 예를 나타내고 있으나, 이에 한정되지 않고, 그 밖의 수의 복수개의 픽셀들을 같은 블록 내에 구비할 수 있다. 이 경우, 픽셀들의 배치는 동일 행에서 이루어진다.

또한, 특정 블록의 선택과 함께, 특정 블록 내 같은 열에 속해있는 활성화된 픽셀들 각각의 출력을 하나로 합하여 외부로 전송함으로써, 데이터 량을 1행으로 픽셀들을 구성하는 수광 영역을 구성하는 경우와 동일 수준으로 할 수 있다.

도 13은 본 발명의 적외선 센서모듈에 구비된 센서부를 나타낸 평면도이며, 도 14는 도 13의 수광 영역의 우측 하단 코너의 일부를 나타낸 확대도이다.

도 13과 같이, 센서부(2100)는 베이스 플레이트(205)와, 상기 베이스 플레이트(205)의 하단부에 2~10개의 행과 100~9000개의 열의 수광 픽셀(215)을 포함하는 수광 영역(210)과, 상기 수광 영역에 센싱된 광신호를 터치 제어부로 전달하기 위해 FPC(미도시) 등과 접속하는 단자(220)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 단자(220)들과 상기 수광 영역(210)의 사이의 베이스 플레이트(205) 내부적으로 전기적 연결을 갖는다.

여기서, 일 예로 도 14와 같이, 하나의 수광 픽셀(215)의 크기는 가로는 약 7.8㎛ 이고, 세로는 약 62.5㎛인 것으로, 이러한 수광 픽셀(215)들이 도시된 예와 같이, 5개의 행으로 배치된다고 할 때, 상기 수광 픽셀(215)의 총 높이는 약 312.5㎛ 에 상당하여 충분히 베이스 플레이트(205)의 전체 높이(H) 내에 배치될 수 있다.

여기서, 상기 베이스 플레이트(205)의 전체 높이(H)는 약 1mm 이내이다. 이에 따라 상기 베이스 플레이트(205)가 표시 패널면에 세워져 위치한다고 할 때, 적외선 센서모듈의 두께의 변화는 일행(one row)의 수광 픽셀을 구비하는 라인 센서 대비 크지않다. 왜냐하면, 상기 수광 영역의 증가된 행의 수광 픽셀들(215)은 상기 베이스 플레이트(205) 내의 남는 공간에 배치하기 때문이다.

따라서, 본 발명의 적외선 센서모듈은 적외선 센서모듈 내의 센서부 내 수광영역이 수백개의 열의 수광 픽셀을 여러개의 행으로 포함하도록 하여, 광신호가 적외선 센서모듈의 수광 영역을 벗어나지 않게 한다. 따라서, 전체적으로 적외선 센서모듈의 높이나 체적을 변경하지 않고, 광신호를 수광부내 수광 픽셀들(215)에 수렴시킬 수 있다. 따라서, 터치 오동작을 방지하여 터치 감도를 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 수광 픽셀(215)의 가로, 세로 비율도 변경 가능하나, 수광 픽셀들(215)이 상대적으로 수광 영역(210) 내에 행은 10개 내로 설정하고, 열의 개수가 크게 하여 배치되는 것으로, 가로 길이보다는 세로 길이를 크게 하는 것이 베이스 플레이트(205) 내에 배치시 유리하다.

특히, 수광 영역의 행의 개수가 늘더라도 늘어난 행은 센서부의 남은 공간을 이용하여 배치한 것으로, 적외선 센서모듈의 전체 두께는 늘리지 않아, 광학식 터치 검출을 표시 장치의 슬림화를 유지한 상태로 얻을 수 있다.

한편, 상기 수광 픽셀(215)은 수광 영역 내 일 행(one row)에서 s개 배치시 초기 일부 픽셀과 종기 일부 픽셀을 제외하여 유효 센싱 픽셀들이며, 이 경우, 유효 센싱 픽셀들은 상기 센서부(2100)이 인접한 표시 패널의 두변 사이에 대한 각도0°내지 90°사이의 각도와 각각 매칭될 수 있다.

이하, 상술한 적외선 센서모듈을 이용한 표시 장치에 대해 설명한다.

도 15는 본 발명의 표시 장치를 나타낸 블록도이다.

도 15와 같이, 본 발명의 표시장치는 화상이 표시되는 표시패널(10)의 코너들에 적외선 센서모듈들(21A 내지 21C)이 배치된 표시모듈(20), 표시모듈(20)을 제어하고 터치위치를 인식하기 위한 알고리즘을 수행하는 콘트롤보드(30) 및 콘트롤보드(30)에 타이밍신호와 함께 표시모듈(20)의 표시패널(10)에 표시될 디지털 비디오 데이터(RGB)를 공급하기 위한 시스템(40)을 구비한다.

표시모듈(20)은 화상이 표시되는 표시패널(10)과, 상기 표시패널(10)의 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 데이터전압을 공급하기 위한 소스 드라이버(11)와, 표시패널(10)의 게이트라인들(G1 내지 Gn)에 스캔펄스를 공급하기 위한 게이트 드라이버(12)와, 표시패널(10)의 코너 근방에 각각 배치된 적외선 센서모듈들(21A 내지 21C)을 구비한다.

또한, 도시되지 않았지만, 상기 표시 모듈(20)은 상기 표시 패널(10)의 가장자리 및 측부와 상기 표시 패널의 코너 상부에 위치한 적외선 센서모듈들(21A 내지 21C)을 감싸도록 액자형으로 형성된 케이스 탑(26)과, 상기 케이스 탑과 맞물려 상기 표시 패널(10)을 하부에서 수납하도록 형성된 바텀 커버(미도시)의 케이싱 구조물을 포함한다.

한편, 상기 적외선 센서모듈들은 세 코너에 배치된 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되지 않고, 2개 또는 4개의 코너에 대응되어 형성될 수도 있다.

그리고, 표시패널(10)은 평판 표시일 수 있으며, 통상적으로 그 형상은 사각형이다. 또한, 상기 표시 패널(10)은 양 기판과 그 사이에 형성되는 중간층을 포함하여 이루어지며, 중간층의 성분과 기능에 따라 그 종류를 달리한다. 일 예로서 액정 표시 패널을 들 수 있으며, 이에 한정되지는 않고, 전기 영동 표시 패널, 유기 발광 표시 패널, 전계 방출 표시 패널, 양자점 표시 패널 및 플라즈마 표시 패널 중 어느 하나일 수도 있다.

예를 들어, 표시 패널(10)이 액정패널일 경우, 박막트랜지스터(Thin Film Transistor: 이하, "TFT"라 함) 기판과 컬러필터 기판을 포함한다. TFT 기판과 컬러필터 기판 사이에는 액정층이 형성된다. TFT 기판 상에는 하부 유리기판 상에 데이터라인들(D1 내지 Dm)과 게이트라인들(G1 내지 Gn)이 상호 직교되도록 형성된다. 데이터라인들(D1 내지 Dm)과 게이트라인들(G1 내지 Gn)에 의해 정의된 셀영역들에는 액정셀들(Clc)이 매트릭스 형태로 배치된다. 데이터라인들(D1 내지 Dm)과 게이트라인들(G1 내지 Gn)의 교차부에 형성된 TFT는 게이트라인(G1 내지 Gn)으로부터의 스캔펄스에 응답하여 데이터라인들(D1 내지 Dm)을 경유하여 공급되는 데이터전압을 액정셀(Clc)의 화소전극에 전달하게 된다. 이를 위하여, TFT의 게이트전극은 게이트라인(G1 내지 Gn)에 접속되며, 소스전극은 데이터라인(D1 내지 Dm)에 접속된다. TFT의 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극에 접속된다. 화소전극과 대향하는 공통전극에는 공통전압(Vcom)이 공급된다. 컬러필터 기판은 상부 유리기판 상에 형성된 블랙매트릭스, 컬러필터를 포함한다.

공통전극은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 상부 유리기판 상에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소전극과 함께 하부 유리기판 상에 형성된다.

소스 드라이버(11)는 다수의 데이터 집적회로를 포함하여 콘트롤보드(30)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 콘트롤보드(30)의 제어 하에 정극성 또는 부극성 아날로그 감마보상전압으로 변환하고, 그 아날로그 감마보상전압을 아날로그 데이터전압으로써 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 공급한다.

게이트 드라이버(12)는 다수의 게이트 집적회로를 포함하며, 콘트롤보드(30)의 제어 하에 게이트라인들(G1 내지 Gn)에 순차적으로 스캔펄스를 공급한다.

소스 드라이버(11)의 데이터 집적회로들과 게이트 드라이버(12)의 게이트 집적회로들은 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package, TCP)를 이용한 테이프 오토메이티트 본딩(Tape Automated Bonding, TAB)이나 칩온글라스(Chip on glass, COG) 방식으로 하부 유리기판에 형성될 수 있다. 게이트 드라이브(12)의 게이트 집적회로들은 표시 패널(10)의 TFT들과 동시에 그리고 TFT 공정과 동일한 공정으로 하부 유리기판에 직접 형성될 수도 있다.

콘트롤보드(30)는 가요성인쇄필름(Flexible Printed Circuit, FPC)과 커넥터를 통해 소스 드라이버(11)와 게이트 드라이버(12)에 접속된다. 이 콘트롤보드(30)는 타이밍 콘트롤러(31)와 터치 제어부(32)를 포함한다.

타이밍 콘트롤러(31)는 수직/수평 동기신호(V,H)와 클럭(CLK)을 이용하여 게이트 드라이버(12)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호와, 소스 드라이버(11)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어신호를 발생한다. 또한, 타이밍 콘트롤러(31)는 시스템(40)으로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 소스 드라이버(11)에 공급한다.

터치 제어부(32)의 터치 콘트롤 회로는 적외선 센서모듈(21A 내지 21C)에 구비된 센서부의 각 픽셀별로 비교되는 기준값을 저장하고, 기준 값과 상기 적외선 센서모듈에서 수광된 적외선 광신호를 비교하여 터치위치 검출을 수행한다.

터치 제어부(32)는 터치위치 좌표정보(Txy)를 시스템(32)에 공급한다. 이러한 터치 제어부(32)는 수직/수평 동기신호(V,H)와 클럭(CLK) 등의 타이밍신호를 타이밍 콘트롤러(31)와 공유하므로 타이밍 콘트롤러(31)와 동기되어 동작한다.

또한, 상기 터치 제어부(32)는 상술한 터치위치 검출을 수행하기 전에, 상술한 블록 선택에 따른 수직 방향의 자동 교정과 더불어, 적외선 센서모듈(21A 내지 21C)의 유효 화각을 자동으로 설정해주는 수평 자동 교정 알고리즘(auto horizontal calibration)을 적용한다. 이를 위해 터치위치 연산부 외에 자동 각도 설정부(미도시)를 더 구비한다.

여기서, 시스템(40)은 응용프로그램이 내장된 메모리, 응용프로그램을 실행시키기 위한 중앙처리장치(Central Processing Unit), 및 표시패널(10)에 표시하고자 하는 영상과 터치 이미지를 합성하고 그 합성 데이터의 신호보간처리와 해상도변환 등을 처리하는 그래픽 처리회로를 포함한다. 상기 시스템(40)은 터치 제어부(32)로부터의 터치위치정보(Txy)를 입력받아 그 터치위치정보(Txy)에 연계된 응용프로그램을 실행시킨다. 예를 들면, 터치위치의 좌표에 특정 프로그램의 아이콘이 있다면 시스템(40)은 메모리에서 그 프로그램을 로딩하여 실행시킨다. 또한, 시스템(40)은 표시패널(10)에 표시하고자 하는 영상과 터치 이미지를 합성하여 디지털 비디오 데이터(RGB)를 발생한다. 이러한 시스템(40)은 개인용 컴퓨터(PC)로 구현될 수 있으며, 직렬 혹은 범용직렬 버스(Universal Serial Bus, USB) 인터페이스를 통해 터치 제어부(32)와 데이터를 주고 받을 수 있다.

도 16은 본 발명의 적외선 센서모듈의 자동 교정 방법을 나타낸 플로우 차트이다.

도 16과 같이, 본 발명의 적외선 센서모듈의 자동 교정 방법은 다음과 같다.

도 16과 같이, 본 발명의 적외선 센서모듈의 자동 교정(auto calibration) 방법은, 적외선 센서모듈의 틀어짐에 따라 광신호가 기설정된 수광 영역으로부터 벗어날 때 유용한 것으로, 이하의 자동 교정 방법은 표시 장치의 매구동시(예를 들어, PC 등에서 장치 인식시마다) 이루어질 수도 있고, 이벤트 발생시마다 이루어질 수도 있고, 혹은 사용자가 의도적으로 생성시키는 동작 또는 사건으로 프로그램이 반응하는 이벤트마다 이루어질 수 있다. 예를 들어, 이벤트는 사용자가 키를 누르거나 마우스 버튼을 클릭하거나 마우스를 이동하는 것이 될 수도 있고, 혹은 프로그램이나 태스크의 수행에 영향을 미치는 동작 또는 일의 발생 혹은 프로그램의 주행 중 입출력 동작의 완료가 될 수 있다 (한국정보통신기술협회 IT 용어사전 참조).

자동 교정 방법은 사용자가 물리적인 보정을 수행하지 않고 센서부 내의 실제 광신호가 들어오는 수광 영역을 찾는 것으로, 만일 이벤트 발생시마다 자동 교정이 이루어진다면, 그 선택 전에는 이전의 수광 영역 내의 관심 영역(ROI: Region Of Interest)로 설정된 영역을 저장하여 다음의 표시 장치의 구동 전원 리셋시에는 자동 교정을 스킵(skip)하고 저장된 영역을 이용한다.

또한, 표시 장치의 매구동시마다 자동 보정을 진행할 경우에는, 수광 영역 내의 특정 블록의 선택을 제품의 매구동시마다 자동적으로 할 수 있어, 센서부 특정 블록의 수직 정렬을 자동적으로 처리함으로써 시간 경과 혹은 제품에 발생된 충격에 따라 발생하는 적외선 센서모듈의 틀어짐에 의한 터치 오동작을 방지할 수 있다.

도 16과 같이, 수광 영역을 포함한 센서부를 갖고, 표시 패널면에 수직하게 배치되며, 상기 수광 영역은 m x n (m, n은 2 이상의 자연수) 블럭으로 나뉘어지는 적외선 센서모듈을 온(on)시킨 후, 자동 교정을 시작한다(S10).

이어, 상기 m 개의 행마다 광신호를 스캔한다(S20).

이어, 상기 각 행별 광신호를 비교한다(S30).

이어, 상기 n 개의 열별 블록들 중 가장 높은 값의 광신호를 갖는 블럭을 선택한다(S40).

이어, 선택된 블럭을 활성화하고 비선택된 블럭을 비활성화하여 구분한다 (S50).

그리고, 상기 활성화된 블럭들을 관심 영역(ROI: Region of Interest)으로 설정하여, 상술한 자동 교정을 종료할 수 있다 (S60).

이 경우, 상기 관심 영역들의 설정으로 인해, 적외선 센서모듈이 중심 라인 대비 상하 혹은 좌우로 틀어지더라도 틀어진 정도에 맞추어 광 수신 영역이 대응되도록 한다. 이에 따라, 적외선 센서모듈에서 센싱하는 각도 0°~90°에 대응되는 픽셀의 설정이 관심 영역 내로 가능하여, 정확한 터치 센싱이 가능하다.

도 17은 본 발명의 자동 교정 방법을 적용한 터치 센싱 방법을 나타낸 플로우 차트이다.

본 발명의 적외선 센서모듈의 터치 센싱 방법을 이용하는 구성은 도 8~10의 센서부 구성과 도 15의 콘트롤보드(30)를 갖는다.

먼저, 센서부(2100) 내에 수광 영역(210)은 m x n (m, n은 2 이상의 자연수) 블록으로 나뉘어지는 적외선 센서모듈을 온(on)시킨 후, 터치 센싱을 시작한다(S110). 여기서, 각 블록 내에 복수개의 픽셀들이 복수개의 열에 배치되며, 각 픽셀들은 광량의 센싱이 가능한 수광 소자를 포함하고 있다.

이어, 상기 각 블록들의 광신호를 스캔한다(S120). 한편, 상기 각 블럭의 광신호를 스캔하는 단계는 상기 적외선 센서모듈을 포함한 표시 장치의 구동시마다 도 16에서 설명한 자동 교정 방법에 따라 이루어지거나, 사용자가 선택하여 이루어질 수 있다. 이 경우, 후자의 경우 상기 사용자 선택 전까지 설정된 관심 영역(ROI)을 저장하여, 광신호 측정에 이용할 수 있다.

혹은, 상기 각 블럭의 광신호를 스캔하는 단계는, 이벤트 발생시마다 이루어질 수도 있다. 이 경우, 상기 이벤트 발생 전까지 설정된 관심 영역을 저장하여, 광신호 측정에 이용한다.

또한, 상기 각 열별 블록들에 대해, 가장 높은 값의 광신호를 갖는 블록을 선택하는 단계는 각 열에서 일 이상의 블록을 선택할 수 있다. 이 경우, 각 열의 선택된 블록을 하나의 단위로 설정할 수 있다.

이어, 스캔된 블록들의 광신호들을 비교하여 중 광신호가 집중된 특정 블록을 선택하여 활성 블록과 비활성 블록을 구분한다 (S130). 이 때, 각 블록 열 중 적어도 하나의 블록이 선택된다. 그리고, 각 열에서 복수개의 블록이 선택될 경우에는, 인접한 블록들이 활성화되게 선택한다. 이로써, 노이즈의 배제가 가능하다. 이러한 활성 블록과 비활성 블록은 상술한 도 16에서 설명한 자동 교정 방법에 따라 이루어지거나, 선택된 관심 영역(ROI)으로 미리 설정될 수 있다.

이 경우, 상기 각 블록 열 중 블록의 선택은 동일한 행에 대해 이루어질 수도 있고, 다른 행에서 이루어질 수도 있다. 전자의 경우는, 적외선 센서모듈이 거의 수평하게 배치되어 수평한 상태로 광량이 집중됨이 가정된다.

이어, 활성된 블록들에 대해, 열 단위로 픽셀들의 광량을 합산하여 센서부 외부의 터치 제어부(32)로 출력을 전달한다(S140). 이러한 광량의 합산은 열마다 배치된 픽셀들에 대해 진행된다.

여기서, 상기 활성된 블록 및 상기 열 단위로 합산된 광량의 값은 터치 제어부 내에 특정 메모리를 구비하여 저장될 수 있다 (S150). 이 경우, 다음 전원 리셋시 자동 교정을 스킵하고 기존의 저장된 결과 값을 이용할 수도 있다.

이어, 상기 활성화된 블록들을 관심 영역(ROI: Region of Interest)으로 설정하여, 상술한 터치 센싱을 종료할 수 있다 (S160).

여기서, 상기 활성화된 블록들에 대해 열 단위로 픽셀들의 합산된 광량(광신호)은 터치 제어부로 수신되어 광량의 정도에 따라 터치 여부를 검출할 수 있다. 즉, 특정 열의 픽셀들의 광량이 초기 값(발광부를 온시)에 비해 일정 이상 작다면 이는 터치로 검출될 수 있다.

한편, 상술한 자동 교정방법은, 적외선 센서모듈의 틀어진 정도의 물리적 보정이 아니라, 해당 위치에서, 가장 큰 값의 광신호 출력이 있는 블록을 선택하여 해당 블록들의 수광 픽셀에서 광신호를 센싱하는 것으로, 데이터 전송량을 늘리지 않으며 유효한 광센싱 출력을 얻을 수 있다. 따라서, 터치 감도를 향상시킬 수 있는 것이다. 특히, 상술한 자동 교정 방법을 통해 수직 방향으로 틀어지는 경우 완전히 광신호가 수광 영역으로 벗어나는 문제를 해결할 수 있다.

또한, 상술한 자동 교정방법은 제품의 출시 전이라도 간략한 수광 영역 내 특정 블록 선택에 의해 광신호 발생 영역을 설정할 수 있어, 틀어짐에 따른 물리적 보정이나 작업자의 정교한 작업을 요구치 않아 제조 공정 단순화가 가능하다.

그리고, 자동 교정방법을 적용하여 관심 영역을 각 블록 열에 대해 한 개 이상의 특정 블록을 선택한 후, 선택된 블록들에 대해서만 열 단위로 픽셀별 광량 합산을 적용하여 터치 센싱을 위한 광량(광신호) 검출시 연산량을 줄일 수 있다.

한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

10: 표시 패널 21A, 21B, 21C: 적외선 센서모듈
11: 소스 드라이버 12: 게이트 드라이버
20: 표시 모듈 25: 재귀 반사판
26: 케이스 탑 30: 콘트롤보드
31: 타이밍 컨트롤러 32: 터치 제어부
40: 시스템 2100: 센서부
210: 수광 영역 215: 수광 픽셀
220: 단자

Claims (22)

1. 수광 영역을 포함한 센서부를 갖는 적외선 센서모듈에 있어서,
   상기 센서부는 표시 패널면에 수직하게 배치되며,
   상기 수광 영역은 m x n (m, n은 2 이상의 자연수) 블록으로 나뉘어지고, 각 블록에는 동일 행으로 배치된 복수개의 수광 픽셀을 포함하며,
   광이 수광된 특정 블록별 광신호가 터치 제어부로 전달되는 적외선 센서모듈.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 각 블록에는 10~500개의 수광 픽셀을 갖는 것을 특징으로 하는 적외선 센서모듈.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 수광 픽셀 각각은 가로 길이보다 세로 길이가 상대적으로 긴 것을 특징으로 하는 적외선 센서모듈.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 특정 블록은, 상기 n 개의 열 각각에 대해 상기 m 개의 행 중 적어도 어느 하나에서 선택된 것임을 특징으로 하는 적외선 센서모듈.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 특정 블록의 선택은 수광된 광신호의 광량 분포를 통해 이루어지는 것을 특징으로 적외선 센서모듈.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 특정 블록의 선택은 수광된 광신호를 필터링하여 노이즈를 제거한 후에 이루어지는 것을 특징으로 하는 적외선 센서모듈.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 m과 n은 각각 2 이상 10 이하인 것을 특징으로 하는 적외선 센서모듈.
8. 수광 영역을 포함한 센서부를 갖고, 표시 패널면에 수직하게 배치되며, 상기 수광 영역은 각각 복수개의 수광 픽셀을 행 방향으로 갖는 m x n (m, n은 2 이상의 자연수) 블록으로 나뉘어지는 적외선 센서모듈을 온시키는 단계;
   상기 각 블록들의 광신호를 스캔하는 단계;
   상기 각 열별 블록들에 대해, 가장 높은 값의 광신호를 갖는 블록을 선택하는 단계; 및
   각 열별 선택된 블록의 수광 픽셀의 광신호를 합산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 센서모듈의 터치 센싱 방법.
9. 제 8항에 있어서,
   상기 선택된 블록들을 활성화하여 터치 검출시 광신호의 센싱을 수행하는 관심 영역(ROI: Region of Interest)으로 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 센서모듈의 터치 센싱 방법.
10. 제 8항에 있어서,
    상기 각 블럭의 광신호를 스캔하는 단계는 상기 적외선 센서모듈을 포함한 표시 장치의 구동시마다 이루어지는 것을 특징으로 하는 적외선 센서모듈의 터치 센싱 방법.
11. 삭제
12. 삭제
13. 제 9항에 있어서,
    상기 각 블럭의 광신호를 스캔하는 단계는, 이벤트 발생시마다 이루어지는 것을 적외선 센서모듈의 터치 센싱 방법.
14. 제 13항에 있어서,
    상기 이벤트 발생 전까지 설정된 관심 영역을 저장하여, 광신호 측정에 이용하는 것을 특징으로 하는 적외선 센서모듈의 터치 센싱 방법.
15. 수광 영역을 포함한 센서부를 갖고, 표시 패널면에 수직하게 배치되며, 상기 수광 영역은 각각 복수개의 수광 픽셀을 행 방향으로 갖는 m x n (m, n은 2 이상의 자연수) 블럭으로 나뉘어지는 적외선 센서모듈을 온시키는 단계;
    상기 m 개의 행마다 광신호를 스캔하는 단계;
    상기 각 행별 광신호를 비교하는 단계;
    상기 n 개의 열별 블록들에 대해 각각 가장 높은 값의 광신호를 갖는 블럭을 선택하는 단계;
    선택된 블럭을 활성화하고 비선택된 블럭을 비활성화하여 구분하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 센서모듈의 자동 교정 방법.
16. 제 15항에 있어서,
    상기 활성화된 블럭들을 관심 영역(ROI: Region of Interest)으로 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 센서모듈의 자동 교정 방법.
17. 제 15항에 있어서,
    상기 m 개의 행마다 광신호를 스캔하는 단계는 상기 적외선 센서모듈을 포함한 표시 장치의 구동시마다 이루어지는 것을 특징으로 하는 적외선 센서모듈의 자동 교정 방법.
18. 삭제
19. 삭제
20. 제 15항에 있어서,
    상기 m 개의 행마다 광신호를 스캔하는 단계는, 이벤트 발생시마다 이루어지는 것을 적외선 센서모듈의 자동 교정 방법.
21. 제 20항에 있어서,
    상기 이벤트 발생 전까지 설정된 관심 영역을 저장하여, 광신호 측정에 이용하는 것을 특징으로 하는 적외선 센서모듈의 자동 교정 방법.
22. 제 15항에 있어서,
    상기 n 개의 열별 블록들에 대해 각각 가장 높은 값의 광신호를 갖는 블럭을 선택하는 단계 각 열에서 일 이상의 블럭을 선택하는 것을 특징으로 하는 적외선 센서모듈의 자동 교정 방법.

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