KR101579091B1 - 터치 위치 검출 방법, 이를 수행하기 위한 터치 위치 검출 장치 및 터치 위치 검출 장치를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

터치 위치 검출 방법, 이를 수행하기 위한 터치 위치 검출 장치 및 터치 위치 검출 장치를 포함하는 표시 장치 Download PDF

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Abstract

광이 발생되면, 터치에 따라서 서로 다른 경로를 갖는 복수의 채널광들이 부분 반사되어 출사되는 채널광들이 수광된다. 수광된 채널광들의 광량에 근거하여 터치의 위치가 검출된다. 여러 터치 부재의 터치 위치들을 개별적으로 검출할 수 있다.

Description

터치 위치 검출 방법, 이를 수행하기 위한 터치 위치 검출 장치 및 터치 위치 검출 장치를 포함하는 표시 장치{METHOD FOR DETECTING TOUCH POSITION, DETECTING APPARATUS OF TOUCH POSITION FOR PERFORMING THE METHOD AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE DETECTING APPARATUS OF TOUCH POSITION}
본 발명은 터치 위치 검출 방법, 이를 수행하기 위한 터치 위치 검출 장치 및 터치 위치 검출 장치를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 여러 터치 부재의 터치 위치들을 개별적으로 검출하기 위한 터치 위치 검출 방법, 이를 수행하기 위한 터치 위치 검출 장치 및 터치 위치 검출 장치를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 터치 패널(Touch panel)은 각종 디스플레이를 이용하는 정보통신기기와 사용자 간의 인터페이스를 구성하는 여러 방식중의 하나로서, 사용자가 손이나 펜으로 화면에 직접 접촉함으로써 기기와 인터페이스 할 수 있는 입력장치이다.
터치 패널은 디스플레이에 표시되어 있는 버튼을 손가락으로 접촉하는 것만으로 컴퓨터를 대화적, 직감적으로 조작함으로써 남녀노소 누구나 쉽게 사용할 수 있는 입력장치이기 때문에, 현재 액정 표시 장치(Liquid crystal display, LCD)나 음극선 관 (Cathode-ray tube, CRT) 모니터 등이 채용되는 휴대폰, 개인 휴대용 정보 단말기(Personal digital assistant, PDA), 은행이나 관공서, 각종 의료장비, 관광 및 주요 기관의 안내판, 교통안내판 등 많은 분야에서 적용되고 있다.
이러한 터치 패널을 구현하는 방법에는 감압(Resistive/Pressure Sensitive) 방식, 전압(Capacitive/Electrostatic) 방식, 적외선(Infrared) 방식 등이 있다.
특히, 상기 적외선 방식은 적외선이 사람의 눈에는 보이지 않으나, 빛이 직진성향을 가지며 장애물이 있으면 차단되어 진행하지 못하는 속성을 이용한 것이다. 상기 적외선 방식은 발광 소자인 적외선 발광 다이오드(LED) 및 수광 소자인 포토 트랜지스터(Photo-transistor)가 서로 마주보도록 배치되고, 손가락과 같이 빛을 차단할 수 있는 물체로 화면을 선택하면 상기 적외선 LED에서 발광된 빛이 손가락에 의해 차단된다. 이로서, 반대편의 상기 포토 트랜지스터에서 수광된 빛의 량에 따라 광이 차단되는 셀의 위치를 감지하는 방식이다.
그러나, 이러한 적외선 방식에서는 여러 종류의 터치 부재의 접촉을 인식하지 못해, 예를 들어, 손가락과 펜의 접촉을 구별해서 인식하지 못해 펜이 접촉한 지점만을 검출하기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 여러 터치 부재의 터치 위치들을 개별적으로 검출하기 위한 터치 위치 검출 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 터치 위치 검출 방법을 수행하기 위한 터치 위치 검출 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 터치 위치 검출 장치를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 터치 위치 검출 방법에서, 광이 발생된다. 이어서, 터치에 따라서 서로 다른 경로를 갖는 복수의 채널광들이 부분 반사되어 출사되는 상기 채널광들이 수광된다. 이어서, 수광된 상기 채널광들의 광량에 근거하여 상기 터치의 위치를 검출된다.
본 발명의 실시예에서, 상기 채널광들이 수광될 때, 서로 다른 경로의 상기 채널광들 각각을 개별적으로 수광될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 채널광들이 수광될 때, 서로 다른 굴절율을 갖는 복수의 터치 부재들의 복수의 터치들에 의해 부분 반사되는 상기 채널광들이 수광될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 광이 발생될 때, 복수의 발광 소자들에 의해 서로 다른 경로의 상기 채널광들이 발생될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 광이 발생될 때, 복수의 경사면들을 갖는 광 도파관의 입사면을 통해 서로 다른 경로의 상기 채널광들을 발생될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 터치 위치가 검출될 때, n번째의 채널광에 기초하여 제n 터치 부재의 터치 위치가 검출될 수 있다. 이어서, (n-1)번째의 채널광에 기초하여 상기 제n 터치 부재 및 제(n-1) 터치 부재의 터치 위치가 검출될 수 있다. 이어서, 검출된 제n 터치 부재의 터치 위치와, 검출된 제n 터치 부재 및 제(n-1) 터치 부재의 터치 위치를 이용해 상기 (n-1) 터치 부재의 터치 위치가 검출될 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 터치 위치 검출 장치는 발광부, 광 도파관, 수광부 및 검출부를 포함한다. 상기 발광부는 광을 발생한다. 상기 광 도파관은 상기 발광부와 인접하고 광이 입사되는 입사면과, 터치가 발생하는 터치면 및 상기 입사면과 마주하고 터치된 상기 터치에 따라서 서로 다른 경로를 갖는 복수의 채널광들이 부분 반사되어 출사되는 출사면을 갖는다. 상기 수광부는 상기 출사면과 인접하고, 상기 출사면으로부터 출사된 상기 채널광들을 각각 수광하는 복수의 수광 소자들을 포함한다. 상기 검출부는 수광된 상기 채널광들의 광량에 근거하여 상기 터치의 위치를 검출한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 발광부는 상기 채널광들을 발생하는 복수의 발광 소자들을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 발광 소자들의 광출사부들은 서로 다른 방향을 향할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 입사면은 상기 광 도파관의 터치면과 수직일 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 출사면은 상기 광 도파관의 터치면과 수직일 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 입사면은 상기 광 도파관의 상기 터치면에 제1 경사각을 갖고 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 출사면은 상기 광 도파관의 상기 터치면에 제2 경사각을 갖고 연결되고, 상기 제1 경사각 및 상기 제2 경사각은 동일할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 광 도파관의 상기 입사면은 복수의 제1 경사면들을 포함하고, 상기 제1 경사면들은 상기 발광부로부터 발생된 광을 상기 채널광들로 입사할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 광 도파관의 상기 출사면은 상기 제1 경사면들과 각각 마주하는 제2 경사면들을 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 발광부, 광 도파관, 수광부, 검출부 및 표시패널을 포함한다. 상기 발광부는 광을 발생한다. 상기 광 도파관은 상기 발광부와 인접하고 광이 입사되는 입사면과, 터치가 발생하는 터치면 및 상기 입사면과 마주하고 터치된 상기 터치에 따라서 서로 다른 경로를 갖는 복수의 채널광들이 부분 반사되어 출사되는 출사면을 갖는다. 상기 수광부는 상기 출사면과 인접하고, 상기 출사면으로부터 출사된 상기 채널광들을 각각 수광하는 복수의 수광 소자들을 포함한다. 상기 검출부는 수광된 상기 채널광들의 광량에 근거하여 상기 터치의 위치를 검출한다. 상기 표시패널은 상기 광 도파관의 하부에 배치되어 상기 터치의 위치에 따른 영상을 표시한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 발광부는 상기 채널광들을 발생하는 복수의 발광 소자들을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 입사면은 상기 광 도파관의 상기 터치면에 제1 경사각을 갖고 연결되고, 상기 출사면은 상기 광 도파관의 상기 터치면에 제2 경사각을 갖고 연결되며, 상기 제1 경사각 및 상기 제2 경사각은 동일할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 광 도파관의 상기 입사면은 복수의 제1 경사면들을 포함하고, 상기 제1 경사면들은 상기 발광부로부터 발생된 광을 상기 채널광들로 입사할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 광 도파관의 상기 출사면은 상기 제1 경사면들과 각각 마주하는 제2 경사면들을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 부분 반사되는 복수의 서로 다른 경로를 갖는 채널광들을 이용하여 여러 터치 부재의 터치 위치들을 개별적으로 검출함으로써 여러 터치 부재를 개별적으로 사용할 수도 있고, 동시에 사용될 시에도 입력 도구로서 쓰이고자 하는 터치 부재의 터치만을 골라낼 수 있어 정교한 터치 입력이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 터치 위치 검출 장치의 평면도이다.
도 3a 내지 도 3c는 도 2의 광 도파관, 공기 및 터치 부재들의 제1 굴절율비에 따른 상기 광 도광판 내에서의 제1 채널광 전달 상태를 나타내는 그래프이다.
도 4a 내지 도 4c는 도 2의 광 도파관, 공기 및 터치 부재들의 제1 굴절율비에 따른 상기 광 도파관 내에서의 제2 채널광 전달 상태를 나타내는 그래프이다.
도 5a 내지 도 5c는 도 2의 광 도파관, 공기 및 터치 부재들의 제2 굴절율비에 따른 상기 광 도광판 내에서의 제1 채널광 전달 상태를 나타내는 그래프이다.
도 6a 내지 도 6c는 도 2의 광 도파관, 공기 및 터치 부재들의 제2 굴절율비에 따른 상기 광 도광판 내에서의 제2 채널광 전달 상태를 나타내는 그래프이다.
도 7은 도 2에 도시한 터치 위치 검출 장치에서 Ⅰ-Ⅰ'선에 따른 단면도이다.
도 8는 도 7의 제1 채널광 및 제2 채널광의 광 진행 각도를 도시한 그래프이다.
도 9는 도 7에 도시한 터치 위치 검출 장치에서 수행되는 터치 위치 검출 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 10는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 위치 검출 장치에 대한 단면도이다.
도 11은 도 10의 제1 채널광 및 제2 채널광의 광 진행 각도를 도시한 그래프이다.
도 12는 도 10에 도시한 터치 위치 검출 장치에서 수행되는 터치 위치 검출 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 위치 검출 장치에 대한 단면도이다.
도 14는 도 13의 제1 채널광 및 제2 채널광의 광 진행 각도를 도시한 그래프이다.
도 15는 도 13에 도시한 터치 위치 검출 장치에서 수행되는 터치 위치 검출 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 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 고안의 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. 예를 들어, 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, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 위에 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 아래에 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 바로 아래에 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 상기 표시 장치(1)는 터치 위치 검출 장치(10) 및 표시 패널(700)을 포함한다.
상기 터치 위치 검출 장치(10)은 상기 표시 패널(700) 상에 위치한다.
상기 터치 위치 검출 장치(10)은 발광부(100), 광 도파관(300) 및 수광부(500)를 포함한다.
상기 터치 위치 검출 장치(10)은 외부에서 터치가 가해지는 경우, 상기 터치의 위치를 검출하여 그 정보를 상기 표시 패널(700)에 제공한다.
상기 발광부(100)는 상기 광 도파관(300)의 입사면(310)에 배치되어 입사광을 발생한다.
상기 광 도파관(300)은 상기 입사면(310)으로 입사된 상기 입사광에 기초한 서로 다른 경로를 갖는 복수의 채널광을 상기 광 도파관(300)의 내부로 전반사 또는 부분반사 한다.
상기 수광부(500)는 상기 입사면(310)과 마주보는 상기 광 도파관(300)의 출사면(330)에 배치된다. 상기 수광부(500)는 상기 광 도파관(300)을 통과한 상기 채널광을 수광한다.
상기 광 도파관(300)은 제1 측면(S1), 제2 측면(S2), 제3 측면(S3) 및 제4 측면(S4)을 포함한다. 여기서, 상기 제1 측면(S1) 및 상기 제2 측면(S2)는 서로 마주보고, 상기 제3 측면(S3) 및 상기 제4 측면(S4)는 서로 마주본다.
여기서, 상기 제1 측면(S1) 및 상기 제3 측면(S3)은 상기 입사면(310)을 나타내고, 상기 제2 측면(S2) 및 상기 제4 측면(S4)은 상기 출사면(330)을 나타낸다.
상기 채널광은 상기 광 도파관(300)의 상부면과 하부면에서 전반사 또는 부분반사를 하면서 상기 제1 방향(D1) 또는 상기 제2 방향(D2)으로 전달된다. 이때, 상기 하부면에서 상기 상부면을 향하는 방향을 제3 방향(D3)으로 나타낼 수 있다. 여기서 상부면은 상기 터치부재들의 터치가 수행되는 터치면일 수 있다.
상기 터치 위치 검출 장치(10)은 그 수광량을 기초로 상기 터치의 위치를 검출한다. 상기 터치 위치 검출 장치(10)에 대한 구체적인 설명은 후술한다.
상기 표시 패널(700)은 상기 광 도파관(300)의 하부에 배치되어 상기 투명한 광 도파관(300)을 통하여 영상을 표시한다. 상기 표시 패널(700)은 상기 터치 위치 검출 장치(10)에서 제공된 상기 터치의 위치에 따른 영상을 표시한다.
상기 표시 패널(700)은 제1 기판(710) 및 상기 제1 기판(710)과 대향하는 제2 기판(730)을 포함한다. 상기 표시 패널(700)은 액정 표시 패널(Liquid crystal display panel), 전계 방출 표시 패널(Field emission display panel), 플라즈마 표시 패널(Plasma display panel) 및 발광 표시 패널(Light emitting display panel) 등이 될 수 있다.
상기 제1 기판(710)은 복수의 데이터 라인, 상기 복수의 데이터 라인과 교차하는 복수의 게이트 라인, 상기 복수의 데이터 라인과 복수의 게이트 라인에 의해 정의되는 화소 영역 및 상기 화소 영역에 형성된 박막 트랜지스터(TFT)를 포함할 수 있다. 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 상기 게이트 라인에서 제공되는 게이트 신호에 응답하여 상기 데이터 라인에서 제공되는 영상신호를 상기 화소 영역으로 제공한다.
상기 제2 기판(730)은 컬러필터, 공통전극, 블랙 매트릭스 등이 형성될 수 있다. 또한, 상기 컬러필터 및 공통전극은 상기 제1 기판(710)에 형성될 수도 있다.
예를 들어, 상기 표시 패널(700)이 액정 표시 패널인 경우, 상기 제1 기판(710)과 상기 제2 기판(730) 사이에 배치된 액정층 및 상기 표시 패널(700)의 하부에서 광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 화소 영역은 상기 액정층을 사이에 두고 대면하는 상기 공통전극과 상기 박막 트랜지스터에 접속된 화소전극으로 구성되므로 등가적으로 액정 커패시터로 표현될 수 있다. 또한, 화소 영역은 액정 커패시터에 충전된 영상신호를 다음 영상신호가 충전될 때까지 유지시키기 위한 스토리지 커패시터를 포함할 수 있다.
도 2는 도 1의 터치 위치 검출 장치의 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 터치 위치 검출 장치(10)은 발광부(100), 광 도파관(300), 수광부(500) 및 검출부(600)를 포함한다.
상기 터치 위치 검출 장치(10)은 좌절형 전반사(Frustrated total internal reflection, FTIR) 방식으로서 빛의 전반사를 이용한다. 빛의 전반사란, 빛이 밀한 매질에서 소한 매질로 입사할 때, 즉, 굴절률이 큰 매질에서 굴절률이 작은 매질로 입사할 때, 두 매질의 경계면에 수직한 방향을 기준으로 입사각이 임계각보다 클 때 경계면에서 빛이 모두 반사되는 현상이다. 후술하는 실시예에서는 두 매질의 경계면을 기준으로 하였으므로 입사각이 임계각보다 작을 때 전반사가 나타난다.
상기 발광부(100)는 상기 제1 측면(S1) 및 상기 제3 측면(S3)을 따라 배치된 발광 어레이를 포함하여 상기 입사면(310)으로 상기 입사광을 제공한다.
상기 광 도파관(300)은 상기 입사광에 기초한 복수의 채널광을 상기 광 도파관(300)의 내부로 전반사 한다. 상기 광 도파관(300)은 PMMA(Polymethylmethacrylate)와 같은 아크릴 수지 또는 화이트 글라스(White glass)와 같은 열에 강한 유리 재질로 형성될 수 있다. 그 외에도, 상기 광 도파관(300)은 폴리카보네이트(Ploycarbonate) 또는 폴리스티렌(Polystyrene)으로 형성될 수 있다.
상기 광 도파관(300) 내부에서 일어나는 전반사는 외부 물체와의 접촉에 의해 좌절될 수 있다.
상기 수광부(500)는 상기 광 도파관(300)의 입사면(310)과 마주보는 출사면(330)인 상기 제2 측면(S2) 및 상기 제4 측면(S4)을 따라 상기 발광 어레이에 대응되도록 배치된 수광 어레이를 포함할 수 있다. 상기 수광부(500)는 상기 광 도파관(300)을 통과한 상기 채널광을 수광한다.
예를 들어, 상기 제1 측면(S1)에 배치된 상기 발광부(100)는 상기 입사광을 제1 방향(D1)으로 출사하고, 상기 광 도파관(300)은 상기 입사광에 기초한 상기 채널광을 상기 제1 방향(D1)으로 전달하며, 상기 제2 측면(S2)에 배치된 상기 수광부(500)는 상기 채널광을 수광한다.
상기 제3 측면(S3)에 배치된 상기 발광부(100)는 상기 입사광을 상기제1 방향(D1)과 수직한 제2 방향(D2)으로 출사하고, 상기 광 도파관(300)은 상기 입사광에 기초한 상기 채널광을 상기 제2 방향(D2)으로 전달하며, 상기 제4 측면(S4)에 배치된 상기 수광부(500)는 상기 채널광을 수광한다.
상기 검출부(600)는 상기 수광부(500)에 의해 수광된 상기 채널광의 광량을 근거로 상기 광 도파관(300)의 터치 위치를 검출한다.
도 3a 내지 도 3c는 도 2의 광 도파관, 공기 및 터치 부재들의 제1굴절율비에 따른 상기 광 도광판 내에서의 제1 채널광 전달 상태를 나타내는 그래프이다. 여기서, X-축은 상기 광 도파관과 공기의 경계이고, 상기 광 도파관과 터치 부재들간의 경계로서 상기 제1 방향(D1)을 나타낸다.
도 2 내지 도 3c를 참조하면, 상기 발광부(100)에서 출사한 광의 파장이 850nm일 경우 상기 제1 굴절율비에 따르면, 상기 공기의 굴절율은 약 1이고, 상기 광 도파관(300)의 굴절율은 약 1.484이며, 제1 터치 부재의 굴절율은 약 1.417이고, 제2 터치 부재의 굴절율은 약 1.485 내지 약 1.6이다. 여기서, 상기 제1 터치 부재는 손이 될 수 있고, 상기 제2 터치 부재는 펜이 될 수 있다.
본 실시예에서는, 상기 광 도파관(300)으로서 굴절율이 1.484인 PMMA(Polymethylmethacrylate)가 사용되나, 상기 광 도파관(300)이 폴리카보네이트(Ploycarbonate) 또는 폴리스티렌(Polystyrene)으로 형성될 시, 그 굴절율은 각각 약 1.569 및 약 1.576이다.
또한, 본 실시예에서, 상기 광 도파관(300)으로서 굴절율이 1.484인 PMMA(Polymethylmethacrylate)가 사용되므로 상기 제2 터치 부재의 굴절율은 상기 광 도파관(300)의 굴절율인 약1.484보다 큰 약 1.49 내지 약 1.6 범위의 재질인 폴리아크릴레이트(Polyacrylate), 폴리카보네이트(Ploycarbonate) 또는 폴리스티렌(Polystyrene)으로 형성될 수 있다. 여기서, 폴리아크릴레이트(Polyacrylate)의 굴절율은 약 1.488이다.
도 3a에 도시된 각도 a는 상기 광 도파관(300)에서 상기 공기로 빛이 입사될 때, 상기 빛이 전반사될 수 있는 제1 한계각을 나타내고, 각도 b는 상기 광 도파관(300)에서 상기 제1 터치 부재로 빛이 입사될 때, 상기 빛이 전반사될 수 있는 제2 한계각을 나타낸다.
본 실시예에서는, a는 X-축을 기준으로 한 각도 약 48도이고, b는 X-축을 기준으로 한 각도 약 17도일 수 있다.
상기 광 도파관(300)에서 상기 제1 한계각(a)과, 상기 제2 한계각(b)은 수학식 1로 도출할 수 있다.
Figure 112010000821916-pat00001
여기서, θc는 경계면을 기준으로 한 한계각을 나타내고, n1은 상기 공기 또는 상기 제1 터치부재의 굴절율을 나타내며, n2는 상기 광 도파관(300)의 굴절율을 나타낸다. 여기서 경계면을 기준으로 한 입사각이 θc보다 작으면 전반사가 일어나고, θc보다 크면 전반사가 좌절된다.
도 2 및 도 3a를 다시 참조하면, 상기 광 도파관(300) 내에 a 내지 b 각도 사이의 제1 채널광(CHL1)이 입사되고, 상기 광 도파관(300)에 터치가 이루어 지지 않으면, 즉, 상기 광 도파관(300)이 공기와 접하고 있으면, 상기 제1 채널광(CHL1)이 상기 제1 한계각(a)보다 작으므로 상기 제1 채널광(CHL1)은 전반사된다.
도 2 및 도 3b를 다시 참조하면, 상기 광 도파관(300) 내에 a 내지 b 각도 사이의 제1 채널광(CHL1)이 입사되고, 상기 광 도파관(300)에 제1 터치 부재에 의한 터치가 이루어 지면, 즉, 상기 광 도파관(300)이 손과 접하고 있으면, 상기 제1 채널광(CHL1)이 상기 제2 한계각(b)보다 크므로 상기 제1 채널광(CHL1)은 부분 흡수되고, 부분 반사된다.
예를 들어, 상기 제2 한계각(b) 내지 상기 제1 한계각(a)의 범위인 약 17도 내지 약 48도로 진행하는 상기 제1 채널광(CHL1)은 약 0도 내지 약 46도 정도 굴절되고 상기 제1 터치 부재에 흡수된다.
도 2 및 도 3c를 다시 참조하면, 상기 광 도파관(300) 내에 a 내지 b 각도 사이의 제1 채널광(CHL1)이 입사되고, 상기 광 도파관(300)에 제2 터치 부재에 의한 터치가 이루어 지면, 즉, 상기 광 도파관(300)이 펜과 접하고 있으면, 상기 제2 터치 부재의 굴절율이 상기 광 도파관(300)의 굴절율보다 크므로, 상기 제1 채널광(CHL1)은 상기 제3 방향(D3)인 Y-축에 더 근접하게 굴절되어 부분 흡수되고, 부분 반사된다.
예를 들어, 상기 제2 한계각(b) 내지 상기 제1 한계각(a)의 범위인 약 17도 내지 약 48도로 진행하는 상기 제1 채널광(CHL1)은 약 27도 내지 약 52도 정도 굴절되고 상기 제2 터치 부재에 흡수된다.
본 실시예에서는, 상기 제1 한계각(a)이 약 48도 이고, 상기 제2 한계각(b)이 약 17도 이므로, 상기 제1 터치 부재 및 상기 제2 터치 부재의 터치 위치에서 수광량이 감소되는 상기 제1 채널광(CHL1)은 약 17도 내지 48도 또는 약 -17도 내지 약 -48도 영역 내의 광일 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 도 2의 광 도파관, 공기 및 터치 부재들의 제1굴절율비에 따른 상기 광 도파관 내에서의 제2 채널광 전달 상태를 나타내는 그래프이다. 여기서, X-축은 상기 광 도파관과 공기의 경계이고, 상기 광 도파관과 터치 부재들간의 경계로서 상기 제1 방향(D1)을 나타낸다.
도 2, 도 3a 및 도 4a를 참조하면, 상기 광 도파관(300) 내에 b 내지 0도 사이의 제2 채널광(CHL2)이 입사되고, 상기 광 도파관(300)에 터치가 이루어 지지 않으면, 즉, 상기 광 도파관(300)이 공기와 접하고 있으면, 상기 제2 채널광(CHL2)이 상기 제1 한계각(a)보다 작으므로 상기 제2 채널광(CHL2)은 전반사된다.
도 2, 도 3b 및 도 4b를 참조하면, 상기 광 도파관(300) 내에 b 내지 0도 각도 사이의 제2 채널광(CHL2)이 입사되고, 상기 광 도파관(300)에 제1 터치 부재에 의한 터치가 이루어지면, 즉, 상기 광 도파관(300)이 손과 접하고 있으면, 상기 제2 채널광(CHL2)이 상기 제2 한계각(b)보다 작으므로 상기 제2 채널광(CHL2)은 전반사된다.
도 2, 도 3c 및 도 4c를 참조하면, 상기 광 도파관(300) 내에 b 내지 0도 각도 사이의 제2 채널광(CHL2)이 입사되고, 상기 광 도파관(300)에 제2 터치 부재에 의한 터치가 이루어 지면, 즉, 상기 광 도파관(300)이 펜과 접하고 있으면, 상기 제2 터치 부재의 굴절율이 상기 광 도파관(300)의 굴절율보다 크므로, 상기 제2 채널광(CHL2)은 부분 흡수되고, 부분 반사된다.
예를 들어, 상기 제2 한계각(b)보다 작은 범위인 약 0도 내지 약 17도로 진행하는 상기 제2 채널광(CHL2)은 약 22도 내지 약 27도 정도 굴절되고 상기 제2 터치 부재에 흡수된다.
본 실시예에서는, a는 X-축을 기준으로 한 각도 약 48도이고, b는 X-축을 기준으로 한 각도 약 17도이므로 상기 제2 채널광(CHL2)은 약 -17도내지 약 17도일 수 있다.
따라서, 도 3a 내지 도 3c에 도시된 상기 제1 채널광(CHL1)은 상기 제1 터치 부재 또는 상기 제2 터치 부재를 만나면, 전반사되는 광량이 적어지고, 도 4a 내지 도 4c에 도시된 상기 제2 채널광(CHL2)은 상기 제2 터치 부재를 만나면, 전반사되는 광량이 적어지므로, 도 2의 제1 터치 위치(P1) 및 제2 터치 위치(P2)에서 수광되는 광량에 따라 터치가 상기 제1 터치 부재 또는 상기 제2 터치 부재 중 어느 것으로 수행되는 지 알 수 있다.
예를 들어, 도 2를 다시 참조하면, 상기 광 도파관(300)과 상기 제2 터치 부재가 접하는 제1 터치 위치(P1)에서는 상기 제1 채널광(CHL1) 및 상기 제2 채널광(CHL2) 모두가 부분 반사된다. 즉, 상기 제1 터치 위치(P1)에 대응하는 상기 제1 채널광(CHL1) 및 상기 제2 채널광(CHL2) 의 수광량이 모두 감소된다. 반면, 상기 광 도파관(300)과 상기 제1 터치 부재인 손과 접하는 위치(P2)에서는 상기 제1 채널광(CHL1)만이 부분 반사된다. 즉, 상기 제2 터치 위치(P2)에 대응하는 상기 제2 채널광(CHL2) 의 수광량은 감소되지 않는다.
따라서, 상기 검출부(600)는 상기 제1 채널광(CHL1)을 통해 상기 제1 터치 부재 및 상기 제2 터치 부재의 터치 위치를 검출하고, 상기 제2 채널광(CHL2)을 통해 상기 제2 터치 부재의 위치를 검출하며, 상기 제1 채널광(CHL1)이 검출된 위치들에서 상기 제2 채널광(CHL2)이 검출된 위치들을 뺌으로써, 상기 제1 터치 부재만 터치된 위치를 검출할 수 있는 것이다.
본 실시예에서는, 2개의 채널광이 상기 광 도파관(300)에 전달되는 경우를 예시 되지만, n개의 터치 부재가 사용되고 n개의 채널광이 이용될 수 있다(여기서, n은 자연수).
상기 n개의 채널광이 상기 광 도파관(300)에 입사되면, 제n 채널광을통해 n번째 터치 부재의 터치 위치를 검출하고, 제(n-1) 채널광을 통해 상기 n번째 터치 부재와, (n-1)번째 터치 부재의 터치 위치를 검출하면, 상기 (n-1)번째 터치 부재의 터치 위치만 검출할 수 있다.
이와 같은 방식으로, 제(n-1) 채널광을 통해 상기 (n-1)번째 터치 부재의 터치 위치를 검출하고, 제(n-2) 채널광을 통해 상기 n번째 터치 부재, (n-1)번째 터치 부재, (n-2)번째 터치 부재의 터치 위치를 검출하면, 상기 (n-2)번째 터치 부재의 터치 위치만 검출할 수 있다.
따라서, n개의 수광 소자들이 n개의 채널광들을 각각 수광하면, 상기 검출부(600)은 그 수광량들에 따라, 첫번째 터치 부재의 터치 위치 내지 n번째 터치 부재의 터치 위치를 검출할 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 도 2의 광 도파관, 공기 및 터치 부재들의 제2 굴절율비에 따른 상기 광 도광판 내에서의 제1 채널광 전달 상태를 나타내는 그래프이다. 여기서, X-축은 상기 광 도파관과 공기의 경계이고, 상기 광 도파관과 터치 부재들간의 경계로서 상기 제1 방향(D1)을 나타낸다.
도 2, 도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 상기 제2 굴절율비에 따르면, 상기 공기의 굴절율은 약 1이고, 상기 광 도파관(300)의 굴절율은 약 1.484이며, 제1 터치 부재의 굴절율은 약 1.417이고, 제2 터치 부재의 굴절율은 약 1.42 내지 약 1.48이다. 여기서, 상기 제1 터치 부재는 손이 될 수 있고, 상기 제2 터치 부재는 펜이 될 수 있다.
본 실시예에서는, 상기 광 도파관(300)으로서 굴절율이 1.484인 PMMA(Polymethylmethacrylate)가 사용되나, 상기 광 도파관(300)이 폴리카보네이트(Ploycarbonate) 또는 폴리스티렌(Polystyrene)으로 형성될 시, 그 굴절율은 각각 약 1.569 및 약 1.576이다.
또한, 본 실시예에서, 상기 광 도파관(300)으로서 굴절율이 1.484인 PMMA(Polymethylmethacrylate)가 사용되므로 상기 제2 터치 부재의 굴절율은 상기 광 도파관(300)의 굴절율인 약1.484보다 작고 상기 제1 터치 부재의 굴절율인 1.417보다 큰 약 1.42 내지 약 1.48 범위의 재질인 셀룰로스(Cellulose)로 형성될 수 있다. 여기서, 셀룰로스(Cellulose)의 굴절율은 약 1.463이다.
도 5a에 도시된 제1 한계각(a) 및 제2 한계각(b)은 도 3a 내지 도 3c의 제1 한계각(a) 및 제2 한계각(b)과 실질적으로 동일하므로 대응하는 요소에 대해서는 대응하는 참조번호를 사용하고, 중복된 설명은 생략한다.
도 2, 도 3a 및 도 5a를 다시 참조하면, 상기 광 도파관(300) 내에 a 내지 b 각도 사이의 제1 채널광(CHL1)이 입사되고, 상기 광 도파관(300)에 터치가 이루어 지지 않으면, 즉, 상기 광 도파관(300)이 공기와 접하고 있으면, 상기 제1 채널광(CHL1)은 상기 제1 한계각(a)보다 작으므로 상기 제1 채널광(CHL1)은 전반사된다.
도 2, 도 3b 및 도 5b를 다시 참조하면, 상기 광 도파관(300) 내에 a 내지 b 각도 사이의 제1 채널광(CHL1)이 입사되고, 상기 광 도파관(300)에 제1 터치 부재에 의한 터치가 이루어 지면, 즉, 상기 광 도파관(300)이 손과 접하고 있으면, 상기 제1 채널광(CHL1)이 상기 제2 한계각(b)보다 크므로 상기 제1 채널광(CHL1)은 부분 흡수되고, 부분 반사된다.
예를 들어, 상기 제2 한계각(b) 내지 상기 제1 한계각(a)의 범위인 약 17도 내지 약 48도로 진행하는 상기 제1 채널광(CHL1)은 약 0도 내지 약 46도 정도 굴절되고 상기 제1 터치 부재에 흡수된다.
도 2, 도 3c 및 도 5c를 다시 참조하면, 상기 광 도파관(300) 내에 a 내지 b 각도 사이의 제1 채널광(CHL1)이 입사되고, 상기 광 도파관(300)에 제2 터치 부재에 의한 터치가 이루어 지면, 즉, 상기 광 도파관(300)이 펜과 접하고 있으면, 상기 제1 채널광(CHL1)이 제3 한계각(미도시)보다 크므로 상기 제1 채널광(CHL1)은 부분 흡수되고, 부분 반사된다.
여기서, 제3 한계각은 상기 광 도파관(300)에서 상기 제2 터치 부재로 빛이 입사될 때, 상기 빛이 전반사될 수 있는 한계각을 나타낸다. 또한, 도 3c와 비교할 때, 상기 제2 터치 부재의 굴절율이 상기 광 도파관(300)의 굴절율보다 작으므로, 상기 제1 채널광(CHL1)은 상기 제2 터치 부재에서 X-축에 더 근접하게 굴절된다.
예를 들어, 상기 제2 한계각(b) 내지 상기 제1 한계각(a)의 범위인 약 17도 내지 약 48도로 진행하는 상기 제1 채널광(CHL1)은 약 14도 내지 약 47도 정도 굴절되고 상기 제2 터치 부재에 흡수된다.
도 6a 내지 도 6c는 도 2의 광 도파관, 공기 및 터치 부재들의 제2굴절율비에 따른 상기 광 도광판 내에서의 제2 채널광 전달 상태를 나타내는 그래프이다. 여기서, X-축은 상기 광 도파관과 공기의 경계이고, 상기 광 도파관과 터치 부재들간의 경계로서 상기 제1 방향(D1)을 나타낸다. 또한, 상기 제3 한계각은 각도 c로 나타낼 수 있다. 상기 제3 한계각(c)는 약 10도 일 수 있다.
도 2, 도 5a 및 도 6a를 참조하면, 상기 광 도파관(300) 내에 b 내지 c도 사이의 제2 채널광(CHL2')이 입사되고, 상기 광 도파관(300)에 터치가 이루어 지지 않으면, 즉, 상기 광 도파관(300)이 공기와 접하고 있으면, 상기 제2 채널광(CHL2')이 상기 제1 한계각(a)보다 작으므로 상기 제2 채널광(CHL2')은 전반사된다.
도 2, 도 5b 및 도 6b를 참조하면, 상기 광 도파관(300) 내에 b 내지 c도 각도 사이의 제2 채널광(CHL2')이 입사되고, 상기 광 도파관(300)에 제1 터치 부재에 의한 터치가 이루어지면, 즉, 상기 광 도파관(300)이 손과 접하고 있으면, 상기 제2 채널광(CHL2')이 상기 제2 한계각(b)보다 작으므로 상기 제2 채널광(CHL2')은 전반사된다.
도 2, 도 5c 및 도 6c를 참조하면, 상기 광 도파관(300) 내에 b 내지 c도 각도 사이의 제2 채널광(CHL2')이 입사되고, 상기 광 도파관(300)에 제2 터치 부재에 의한 터치가 이루어 지면, 즉, 상기 광 도파관(300)이 펜과 접하고 있으면, 상기 제2 채널광(CHL2')이 상기 제3 한계각(c)보다 크므로 상기 제2 채널광(CHL2')은 부분 흡수되고, 부분 반사된다.
예를 들어, 상기 제2 한계각(b)보다 작은 범위인 약 0도 내지 약 17도로 진행하는 상기 제2 채널광(CHL2')은 약 0도 내지 약 14도 정도 굴절되고 상기 제2 터치 부재에 흡수된다.
도 7은 도 2에 도시한 터치 위치 검출 장치에서 Ⅰ-Ⅰ'선에 따른 단면도이다. 도 8는 도 7의 제1 채널광 및 제2 채널광의 광 진행 각도를 도시한 그래프이다. 도 8에서, X-축은 제1 입사 채널광(LSL11) 및 제2 입사 채널광(LSL12)의 광 진행 각도를 나타내고, Y-축은 제1 채널광(CHL11) 및 제2 채널광(CHL12)의 광 진행 각도를 나타낸다.
도 2, 도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 터치 위치 검출 장치(10)은 상기 입사면(310)에 배치된 상기 발광 소자부(100) 및 상기 출사면(330)에 배치된 상기 수광부(500)를 포함한다.
상기 발광 소자부(100)는 제1 발광 소자(110) 및 제2 발광 소자(120)을 포함한다. 상기 제1 발광 소자(110) 및 상기 제2 발광 소자(120)은 적외선 발광 다이오드(LED)일 수 있다.
상기 제1 발광 소자(110) 및 상기 제2 발광 소자(120)은 광출사부들이 상기 입사면(310)을 향하도록 순차적으로 배치될 수 있다. 이때, 상기 광출사부들은 서로 다른 방향을 향할 수 있다.
상기 제1 발광 소자(110)은 상기 광 도파관(300)에서의 광의 진행 방향인 상기 제1 방향(D1)과 약 40도의 각도를 이뤄 상기 입사면(310)을 향해 상기 제1 입사 채널광(LSL11)을 출사한다. 상기 제1 발광 소자(110)가 광을 출사하는 각도는 정면을 중심으로 10도 내지 +10도이다.
상기 제2 발광 소자(120)은 상기 광 도파관(300)의 상부면과 평행하게 배치된다. 즉, 상기 제2 발광 소자(120)은 상기 제1 방향(D1)과 약 0도의 각도를 이뤄 상기 입사면(310)을 향해 상기 제1 방향(D1)으로 상기 제2 입사 채널광(LSL12)을 출사한다. 상기 제2 발광 소자(110)가 광을 출사하는 각도는 정면을 중심으로 10도 내지 +10도이다.
따라서, 상기 제1 입사 채널광(LSL11)은 공기에서 약 30도 내지 약 50도 영역에서 진행하고, 상기 제2 입사 채널광(LSL12)은 공기에서 약 -10도 내지 약 10도 영역에서 진행한다.
여기서, 상기 제1 입사 채널광(LSL11) 및 상기 제2 입사 채널광(LSL12)은 상기 광 도파관(300)에 입사되기 전 광인 입사광(L11)이라 나타낼 수 있다.
상기 광 도파관(300)의 상부면은 상기 입사면(310)과 약 90도의각도를 이룰 수 있다.
상기 제1 입사 채널광(LSL11) 및 상기 제2 입사 채널광(LSL12)이 상기 광 도파관(300)의 상기 입사면(310)을 지나면, 각각 제1 채널광(CHL11) 및 제2 채널광(CHL12)이 된다. 상기 제1 채널광(CHL11) 및 제2 채널광(CHL12)은 전파광(L12)로 나타낼 수 있다.
상기 수광부(500)는 제1 수광 소자(510) 및 제2 수광 소자(520)를 포함한다.
상기 제1 수광 소자(510) 및 상기 제2 수광 소자(520)은 포토 트랜지스터(Photo-transistor)일 수 있다.
상기 제1 발광 소자(110) 및 상기 제2 발광 소자(120)에 대칭적으로하여 상기 수광부(500)는 상기 제1 수광 소자(510) 및 상기 제2 수광 소자(520)가 배치된다.
즉, 상기 입사면(310)의 형상과 상기 출사면(330)의 형상 또한 대칭되므로, 상기 제1 채널광(CHL11)은 상기 제1 수광 소자(510)에 의해 수광되고, 상기 제2 채널광(CHL12)은 상기 제2 수광 소자(520)에 의해 수광된다.
제1 채널광(CHL11) 및 제2 채널광(CHL12)의 진행 각도는 손을 나타내는 제1 터치부재의 굴절율, 상기 광 도파관(300)의 굴절율 및 펜을 나타내는 제2 터치 부재의 굴절율에 따라 조절될 수도 있다.
상기 제1 입사 채널광 및 상기 제2 입사 채널광이 상기 입사면(310)에서 굴절되어 형성된 상기 제1 채널광(CHL11) 및 상기 제2 채널광(CHL12)이 상기 제1 방향(D1)과 이루는 각도는 수학식 2로 정리할 수 있다.
Figure 112010000821916-pat00002
여기서, α는 상기 광 도파관(300)의 상부면과 상기 입사면(310)이 이루는 경사 각도를 나타내고, θ1은 상기 제1 발광 소자(110)과 상기 제1 방향(D1)이 이루는 각도 또는 상기 제2 발광 소자(120)과 상기 제1 방향(D1)이 이루는 각도를 나타낸다.
상기 광 도파관(300)의 상부면과 상기 입사면(310) 사이의 각인 α가 90도이고, 상기 제1 발광 소자(110)과 상기 제1 방향(D1)이 이루는 각인 θ1이 40도 이므로, 약 30도 내지 약 50도 영역에서 진행하는 상기 제1 입사 채널광이 상기 입사면(310)을 지나면, 상기 제1 채널광(CHL11)은 θ2인 약 20도 내지 약 31도 영역에서 진행한다.
상기 광 도파관(300)의 상부면과 상기 입사면(310) 사이의 각인 α가 90도이고, 상기 제2 발광 소자(120)과 상기 제1 방향(D1)이 이루는 각인 θ1이 0도 이므로, 약 -10도 내지 약 10도 영역에서 진행하는 상기 제2 입사 채널광이 상기 입사면(310)을 지나면, 상기 제2 채널광(CHL12)은 θ2인 약 -7도 내지 약 7도 영역에서 진행한다.
즉, 도 7과 같은 상기 제1 발광 소자(110) 및 상기 입사면(310)의 구조에 의한 상기 제1 채널광(CHL11)의 진행 각도인 약 20도 내지 약 31도 영역은, 도 3a 내지 도 3c와, 도 5a 내지 도 5c의 약 17도 내지 48도 영역에 포함되므로 상기 제1 채널광(CHL11)이 상기 제1 터치 부재 및 상기 제2 터치 부재를 만나면 부분 반사된다.
마찬가지로, 도 5와 같은 상기 제2 발광 소자(120) 및 상기 입사면(310)의 구조에 의한 상기 제2 채널광(CHL12)의 진행 각도인 약 -7도 내지 약 7도 영역은, 도 4a 내지 도 4c의 약 -17도 내지 약 17도 영역에 포함되므로 제2 채널광(CHL12)이 상기 제2 터치 부재를 만나면 부분 반사된다.
약 -7도 내지 약 7도 영역 중 도 6a 내지 도 6c의 약 -17도 내지 c도 영역과, 약 c도 내지 약 17도 영역과 겹쳐지는 부분만 상기 제2 터치 부재에 의해 부분 반사 되므로, 각도 c가 -7도 보다는 크고, 7도보다는 작게 되도록 상기 제2 터치 부재의 굴절율을 약 1.42 내지 약 1.48 내에서 변경한다면, 제2 채널광(CHL12)이 상기 제2 터치 부재를 만나면 부분 반사된다.
도 9는 도 7에 도시한 터치 위치 검출 장치에서 수행되는 터치 위치 검출 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 7 및 도 9를 참조하면, 상기 제1 발광 소자(110)은 약 30도 내지 약 50도의 제1 진행각도를 갖는 상기 제1 입사 채널광(LSL11)을 발생하고, 상기 제2 발광 소자(120)은 -10도 내지 약 10도의 제2 진행각도를 갖는 상기 제2 입사 채널광(LSL12)을 발생한다(단계 S110).
이어서, 서로 다른 경로의 상기 제1 입사 채널광(LSL11) 및 상기 제2 입사 채널광(LSL12)이 상기 입사면(310)을 지남으로써 약 20도 내지 약 31도의 제3 진행각도를 갖는 상기 제1 채널광(CHL11) 및 약 -7도 내지 약 7도의 제4 진행 각도를 갖는 상기 제2 채널광(CHL12)이 발생된다 (단계 S130).
이어서, 상기 제1 수광 소자(510) 및 상기 제2 수광 소자(520)는 상기 터치 부재들에 따라서 부분 반사되는 상기 제1 채널광(CHL11) 및 상기 제2 채널광(CHL12)을 각각 수광한다 (단계 S150).
이어서, 상기 검출부(600)는 상기 제1 수광 소자(510) 및 상기 제2 수광 소자(520)에 의해 수광된 상기 제1 채널광(CHL11) 및 상기 제2 채널광(CHL12)의 광량에 따라 상기 터치의 위치를 검출한다 (단계 S170).
예를 들어, 상기 제1 채널광(CHL11)이 감소되는 터치 위치에서 상기 제1 터치 부재 및 상기 제2 터치 부재의 터치 위치를 검출하고, 상기 제2 채널광(CHL12)이 감소되는 터치 위치에서 상기 제2 터치 부재만의 터치 위치를 검출한다.
일반적으로, 상기 검출부(600)는 n번째의 채널광에 기초하여 제n 터치 부재의 터치 위치를 검출하고, (n-1)번째의 채널광에 기초하여 상기 제n 터치 부재 및 제(n-1) 터치 부재의 터치 위치를 검출하여, 상기 제(n-1) 터치 부재의 터치 위치를 검출할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 복수의 발광 소자들을 사용하여 상기 광 도파관(300)에 서로 다른 경로의 광을 제공하고, 상기 광 도파관(300)이 서로 다른 경로의 채널광을 사용하여 복수의 터치 부재들의 개별적인 터치 위치를 검출할 수 있다.
도 10는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 위치 검출 장치에 대한 단면도이다. 도 11은 도 10의 제1 채널광 및 제2 채널광의 광 진행 각도를 도시한 그래프이다. 도 11에서, X-축은 제1 입사 채널광(LSL21) 및 제2 입사 채널광(LSL22)의 광 진행 각도를 나타내고, Y-축은 제1 채널광(CHL21) 및 제2 채널광(CHL22)의 광 진행 각도를 나타낸다.
본 실시예에 따른 표시 장치의 사시도 및 평면도는 도 1 및 도 2와 실질적으로 동일하다. 따라서, 대응하는 요소에 대해서는 대응하는 참조번호를 사용하고, 중복된 설명은 생략한다.
도 2의 광 도파관과, 공기 및 터치 부재들의 제1 굴절율비에 따른 상기 광 도광판 내에서의 제1 채널광 전달 상태 및 제2 채널광의 전달 상태는 도 3a 내지 도 4c와 실질적으로 동일하다. 따라서, 대응하는 요소에 대해서는 대응하는 참조번호를 사용하고, 중복된 설명은 생략한다.
도 2의 광 도파관과, 공기 및 터치 부재들의 제2 굴절율비에 따른 상기 광 도광판 내에서의 제1 채널광 전달 상태 및 제2 채널광의 전달 상태는 도 5a 내지 도 6c와 실질적으로 동일하다. 따라서, 대응하는 요소에 대해서는 대응하는 참조번호를 사용하고, 중복된 설명은 생략한다.
도 2, 도 10 및 도 11을 참조하면, 상기 터치 위치 검출 장치(20)은 입사면(311)에 배치된 발광 소자부(101) 및 상기 출사면(331)에 배치된 수광부(501)를 포함한다.
상기 발광 소자부(101)는 제1 발광 소자(130) 및 제2 발광 소자(140)을 포함한다.
상기 제1 발광 소자(130) 및 상기 제2 발광 소자(140)은 순차적으로 배치될 수 있다.
상기 터치 위치 검출 장치(20)은 도 2의 터치 위치 검출 장치(10)을 대신할 수 있다.
따라서, 상기 발광 소자부(101)는 도 2의 발광 소자부(100)를 나타내고, 상기 입사면(311) 및 상기 출사면(331)은 도 2의 입사면(310) 및 출사면(330)을 나타내며, 상기 수광부(501)는 도 2의 수광부(500)을 나타낸다.
상기 제1 발광 소자(130)은 상기 광 도파관(300)에서의 광의 진행 방향인 상기 제1 방향(D1)과 약 20도의 각도를 이뤄 상기 제1 방향(D1)과 약 20도의 각도로 상기 광 도파관(300)의 상부면을 향해 제1 입사 채널광을 출사한다.
상기 제2 발광 소자(140)은 상기 광 도파관(300)에서의 광의 진행 방향인 상기 제1 방향(D1)과 약 -20도의 각도를 이뤄 상기 제1 방향(D1)과 약 -20도의 각도로 상기 광 도파관(300)의 하부면을 향해 제2 입사 채널광을 출사한다.
따라서, 상기 제1 입사 채널광은 공기에서 약 10도 내지 약 30도 영역에서 진행하고, 상기 제2 입사 채널광은 공기에서 약 -30도 내지 약 -20도 영역에서 진행한다.
여기서, 상기 제1 입사 채널광 및 상기 제2 입사 채널광은 서로 다른 경로를 갖고, 상기 광 도파관(300)에 입사되기 전 광인 입사광(L21)이라 나타낼 수 있다.
상기 광 도파관(300)의 상부면은 입사면(311)과 약 45도의 각도를 이룰 수 있다.
상기 제1 입사 채널광 및 상기 제2 입사 채널광이 상기 광 도파관(300)의 상기 입사면(311)을 지나면, 각각 상기 제1 채널광(CHL21) 및 상기 제2 채널광(CHL22)이 된다. 상기 제1 채널광(CHL21) 및 제2 채널광(CHL22)은 전파광(L22)로 나타낼 수 있다.
상기 수광부(501)는 제1 수광 소자(530) 및 제2 수광 소자(540)를 포함한다. 상기 제1 발광 소자(130) 및 상기 제2 발광 소자(140)에 대응하여 상기 수광부(501)는 상기 제1 수광 소자(530) 및 상기 제2 수광 소자(540)가 배치된다.
즉, 상기 입사면(311)의 형상과 상기 출사면(331)의 형상 또한 대칭되므로, 상기 제1 채널광(CHL21)은 상기 제1 수광 소자(530)에 의해 수광되고, 상기 제2 채널광(CHL22)은 상기 제2 수광 소자(540)에 의해 수광된다.
상기 제1 입사 채널광 및 상기 제2 입사 채널광이 상기 입사면(311)에서 굴절되어 형성된 상기 제1 채널광(CHL21) 및 상기 제2 채널광(CHL22)이 상기 제1 방향(D1)과 이루는 각도는 이전 실시예의 수학식 2을 이용하여 도출할 수 있다.
상기 광 도파관(300)의 상부면과 상기 입사면(311) 사이의 각인 α가 45도이고, 상기 제1 발광 소자(130)과 상기 제1 방향(D1)이 이루는 각인 θ1이 20도 이므로, 약 10도 내지 약 30도 영역에서 진행하는 상기 제1 입사 채널광이 상기 입사면(311)을 지나면, 상기 제1 채널광(CHL21)은 θ2인 약 22도 내지 약 35도 영역에서 진행한다.
상기 광 도파관(300)의 상부면과 상기 입사면(311) 사이의 각인 α가 45도이고, 상기 제2 발광 소자(140)과 상기 제1 방향(D1)이 이루는 각인 θ1이 -20도 이므로, 약 -30도 내지 약 -10도 영역에서 진행하는 상기 제2 입사 채널광이 상기 입사면(311)을 지나면, 상기 제2 채널광(CHL22)은 θ2인 약 4도 내지 약 11도 영역에서 진행한다.
즉, 도 10와 같은 상기 제1 발광 소자(130) 및 상기 입사면(311)의 구조에 의한 상기 제1 채널광(CHL21)의 진행 각도인 약 22도 내지 약 35도 영역은, 도 3a 내지 도 3c와, 도 5a 내지 도 5c의 약 17도 내지 48도 영역에 포함되므로 상기 제1 채널광(CHL21)이 상기 제1 터치 부재 및 상기 제2 터치 부재를 만나면 부분 반사된다.
마찬가지로, 도 10와 같은 상기 제2 발광 소자(140) 및 상기 입사면(311)의 구조에 의한 상기 제2 채널광(CHL22)의 진행 각도인 약 4도 내지 약 11도 영역은, 도 4a 내지 도 4c의 약 -17도 내지 약 17도 영역에 포함되므로 제2 채널광(CHL22)이 상기 제2 터치 부재를 만나면 부분 반사된다.
약 4도 내지 약 11도 영역 중 도 6a 내지 도 6c의 약 -17도 내지 c도 영역과, 약 c도 내지 약 17도 영역과 겹쳐지는 부분만 상기 제2 터치 부재에 의해 부분 반사 되므로, 각도 c가 11도 보다는 작게 되도록 상기 제2 터치 부재의 굴절율을 약 1.42 내지 약 1.48 내에서 변경한다면, 제2 채널광(CHL12)이 상기 제2 터치 부재를 만나면 부분 반사된다.
도 12는 도 10에 도시한 터치 위치 검출 장치에서 수행되는 터치 위치 검출 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 10 및 도 12를 참조하면, 상기 제1 발광 소자(130)은 약 10도 내지 약 30도의 제5 진행각도를 갖는 상기 제1 입사 채널광(LSL21)을 발생하고, 상기 제2 발광 소자(130)은 -30도 내지 약 -20도의 제6 진행각도를 갖는 상기 제2 입사 채널광(LSL12)을 발생한다(단계 S210).
이어서, 서로 다른 경로의 상기 제1 입사 채널광(LSL21) 및 상기 제2 입사 채널광(LSL22)이 상기 입사면(311)을 지남으로써 약 22도 내지 약 35도의 제7 진행각도를 갖는 상기 제1 채널광(CHL21) 및 약 4도 내지 약 11도의 제8 진행 각도를 갖는 상기 제2 채널광(CHL22)이 발생된다 (단계 S230).
이어서, 상기 제1 수광 소자(530) 및 상기 제2 수광 소자(540)는 상기 터치 부재들에 따라서 부분 반사되는 상기 제1 채널광(CHL21) 및 상기 제2 채널광(CHL22)을 각각 수광한다 (단계 S250).
이어서, 상기 검출부(600)는 상기 제1 수광 소자(530) 및 상기 제2 수광 소자(540)에 의해 수광된 상기 제1 채널광(CHL21) 및 상기 제2 채널광(CHL22)의 광량에 따라 상기 터치의 위치를 검출한다 (단계 S270).
예를 들어, 상기 제1 채널광(CHL21)이 감소되는 터치 위치에서 상기 제1 터치 부재 및 상기 제2 터치 부재의 터치 위치를 검출하고, 상기 제2 채널광(CHL22)이 감소되는 터치 위치에서 상기 제2 터치 부재만의 터치 위치를 검출한다.
본 실시예에 따르면, 복수의 발광 소자들 및 기울기를 갖는 상기 광 도파관(300)의 상기 입사면(311)을 사용하여 상기 광 도파관(300)에 서로 다른 경로의 광을 제공하고, 상기 광 도파관(300)이 서로 다른 경로의 채널광을 사용하여 복수의 터치 부재들의 개별적인 터치 위치를 검출할 수 있다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 위치 검출 장치에 대한 단면도이다. 도 14는 도 13의 제1 채널광 및 제2 채널광의 광 진행 각도를 도시한 그래프이다. 도 14에서, X-축은 입사광(LS3) 의 광 진행 각도를 나타내고, Y-축은 제1 채널광(LSL31) 및 제2 채널광(LSL32)의 광 진행 각도를 나타낸다.
본 실시예에 따른 표시 장치의 사시도 및 평면도는 도 1 및 도 2와 실질적으로 동일하다. 따라서, 대응하는 요소에 대해서는 대응하는 참조번호를 사용하고, 중복된 설명은 생략한다.
도 2의 광 도파관과, 공기 및 터치 부재들의 제1 굴절율비에 따른 상기 광 도광판 내에서의 제1 채널광 전달 상태 및 제2 채널광의 전달 상태는 도 3a 내지 도 4c와 실질적으로 동일하다. 따라서, 대응하는 요소에 대해서는 대응하는 참조번호를 사용하고, 중복된 설명은 생략한다.
도 2의 광 도파관과, 공기 및 터치 부재들의 제2 굴절율비에 따른 상기 광 도광판 내에서의 제1 채널광 전달 상태 및 제2 채널광의 전달 상태는 도 5a 내지 도 6c와 실질적으로 동일하다. 따라서, 대응하는 요소에 대해서는 대응하는 참조번호를 사용하고, 중복된 설명은 생략한다.
도 2, 도 13 및 도 14를 참조하면, 터치 위치 검출 장치(30)은 입사면(312)에 배치된 발광 소자부(102) 및 출사면(332)에 배치된 수광부(502)를 포함한다.
상기 발광 소자부(102)는 발광 소자(150)을 포함한다.
상기 터치 위치 검출 장치(30)은 도 2의 터치 위치 검출 장치(10)을 대신할 수 있다.
따라서, 상기 발광 소자부(102)는 도 2의 발광 소자부(100)를 나타내고, 입사면(312) 및 출사면(332)은 도 2의 입사면(310) 및 출사면(330)을 나타내며, 상기 수광부(502)는 도 2의 수광부(500)를 나타낸다.
상기 발광 소자(150)은 상기 광 도파관(300)을 향해 상기 제1 방향(D1)으로 입사광 입사광(L31)을 출사한다.
상기 입사면(312)은 상기 광 도파관(300)의 하부면과 연결된 제1 면(312a)과, 상기 광 도파관(300)의 상부면과 연결된 제2 면(312b)을 포함한다.
상기 광 도파관(300)의 하부면은 상기 제1 면(312a)과 약 -30도의 각도를 이룰 수 있고, 상기 광 도파관(300)의 상부면은 상기 제2 면(312b)과 약 60도를 이룰 수 있다. 따라서, 상기 입사면(312)은 상기 제1 방향(D1)으로 입사되는 상기 입사광(L31)을 서로 다른 경로의 제1 채널광(CHL31) 및 제2 채널광(CHL32)으로 변경시킬 수 있다. 여기서, 상기 제1 채널광(CHL31) 및 제2 채널광(CHL32)은 전파광(L32)로 나타낼 수 있다.
상기 수광부(502)는 제1 수광 소자(550) 및 제2 수광 소자(560)를 포함한다. 상기 입사면(312)의 형상과 상기 출사면(332)의 형상이 대칭되므로, 서로 다른 경로로 이동된 상기 제1 채널광(CHL31) 및 상기 제2 채널광(CHL32)은 각각 상기 제1 방향(D1)으로 상기 출사면(332)을 빠져나온다. 따라서, 상기 제1 채널광(CHL31)은 상기 제1 수광 소자(550)에 의해 수광되고, 상기 제2 채널광(CHL32)은 상기 제2 수광 소자(560)에 의해 수광될 수 있다.
상기 입사광(L31)이 상기 입사면(312)에서 굴절되어 형성된 상기 제1 채널광(CHL31) 및 상기 제2 채널광(CHL32)이 상기 제1 방향(D1)과 이루는 각도는 이전 실시예의 수학식 2을 이용하여 도출할 수 있다.
상기 광 도파관(300)의 하부면과 상기 입사면(312) 사이의 각인 α가 -30도이고, 상기 발광 소자(150)과 상기 제1 방향(D1)이 이루는 각인 θ1이 0도 이므로, 약 -10도 내지 약 10도 영역에서 진행하는 상기 입사광(L31)이 상기 입사면(312)을 지나면, 상기 제1 면(312a)에 의해 상기 제1 채널광(CHL31)은 θ2인 약 -21도 내지 약 -29도 영역에서 진행한다.
상기 광 도파관(300)의 상부면과 상기 입사면(311) 사이의 각인 α가 60도이고, 상기 발광 소자(150)과 상기 제1 방향(D1)이 이루는 각인 θ1이 0도 이므로, 약 -10도 내지 약 10도 영역에서 진행하는 상기 입사광(L31)이 상기 입사면(312)을 지나면, 상기 제2 면(312b)에 의해 상기 제2 채널광(CHL32)은 θ2인 약 4도 내지 약 17도 영역에서 진행한다.
즉, 도 13과 같은 상기 발광 소자(150) 및 상기 제1 면(312a)의 구조에 의한 상기 제1 채널광(CHL31)의 진행 각도인 약 -21도 내지 약 -29도 영역은, 도 3a 내지 도 3c와, 도 5a 내지 도 5c의 약 17도 내지 48도 영역에 포함되므로 상기 제1 채널광(CHL31)이 상기 제1 터치 부재 및 상기 제2 터치 부재를 만나면 부분 반사된다.
마찬가지로, 도 13와 같은 상기 발광 소자(150) 및 상기 제2 면(312b)의 구조에 의한 상기 제2 채널광(CHL32)의 진행 각도인 약 4도 내지 약 17도 영역은, 도 4a 내지 도 4c의 약 -17도 내지 약 17도 영역에 포함되므로 제2 채널광(CHL32)이 상기 제2 터치 부재를 만나면 부분 반사된다.
약 4도 내지 약 17도 영역 중 도 6a 내지 도 6c의 약 -17도 내지 c도 영역과, 약 c도 내지 약 17도 영역과 겹쳐지는 부분만 상기 제2 터치 부재에 의해 부분 반사 되므로, 각도 c가 17도 보다는 작게 되도록 상기 제2 터치 부재의 굴절율을 약 1.42 내지 약 1.48 내에서 변경한다면, 제2 채널광(CHL12)이 상기 제2 터치 부재를 만나면 부분 반사된다.
도 15는 도 13에 도시한 터치 위치 검출 장치에서 수행되는 터치 위치 검출 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 13 및 도 15를 참조하면, 상기 제1 발광 소자(150)은 약 -10도 내지 약 10도의 제9 진행각도를 갖는 상기 입사광(L31)을 발생한다(단계 S310).
이어서, 상기 하나의 입사광(L31)이 상기 입사면(312)을 지남으로써 약 약 -21도 내지 약 -29도의 제10 진행각도를 갖는 상기 제1 채널광(CHL31) 및 약 4도 내지 약 17도의 제11 진행 각도를 갖는 상기 제2 채널광(CHL32)이 발생된다 (단계 S330).
여기서, 상기 입사면(312)가 포함하는 서로 다른 기울기를 갖는 상기 제1 면(312a) 및 상기 제2 면(312b)가 상기 하나의 입사광(L31)을 복수의 경로를 갖는 상기 제1 채널광(CHL31) 및 상기 제2 채널광(CHL32)으로 변경시킨다.
이어서, 상기 제1 수광 소자(550) 및 상기 제2 수광 소자(560)는 상기 터치 부재들에 따라서 부분 반사되는 상기 제1 채널광(CHL31) 및 상기 제2 채널광(CHL32)을 각각 수광한다 (단계 S350).
이어서, 상기 검출부(600)는 상기 제1 수광 소자(550) 및 상기 제2 수광 소자(560)에 의해 수광된 상기 제1 채널광(CHL31) 및 상기 제2 채널광(CHL32)의 광량에 따라 상기 터치의 위치를 검출한다 (단계 S370).
예를 들어, 상기 제1 채널광(CHL31)이 감소되는 터치 위치에서 상기 제1 터치 부재 및 상기 제2 터치 부재의 터치 위치를 검출하고, 상기 제2 채널광(CHL32)이 감소되는 터치 위치에서 상기 제2 터치 부재만의 터치 위치를 검출한다.
본 실시예에 따르면, 기존의 발광 소자부를 사용하여 상기 광 도파관(300)을 사용하여 다양한 경로의 채널광을 제공할 수 있어, 여러 터치 부재들의 터치 위치를 개별적으로 검출할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 부분 반사되는 복수의 서로 다른 경로를 갖는 채널광들을 이용하여 여러 터치 부재의 터치 위치들을 개별적으로 검출함으로써 여러 터치 부재를 개별적으로 사용할 수도 있고, 동시에 사용될 시에도 입력 도구로서 쓰이고자 하는 터치 부재의 터치만을 골라낼 수 있어 정교한 터치 입력이 가능하다.
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.
100 : 발광부 300 : 광 도파관
S1 : 제1 측면 S2 : 제2 측면
S3 : 제3 측면 S4 : 제4 측면
310 : 입사면 330 : 출사면
600 : 검출부

Claims (20)

  1. 광을 발생시키는 단계;
    터치에 따라서 서로 다른 경로를 갖는 복수의 채널광들이 부분 반사되어 출사되는 상기 채널광들을 수광하는 단계; 및
    수광된 상기 채널광들의 광량에 근거하여 상기 터치의 위치를 검출하는 단계를 포함하고,
    상기 터치의 위치를 검출하는 단계는
    n번째의 채널광에 기초하여 제n 터치 부재의 터치 위치를 검출하는 단계;
    (n-1)번째의 채널광에 기초하여 상기 제n 터치 부재 및 제(n-1) 터치 부재의 터치 위치를 검출하는 단계; 및
    검출된 상기 제n 터치 부재의 터치 위치와, 검출된 상기 제n 터치 부재 및 상기 제(n-1) 터치 부재의 터치 위치를 이용해 상기 제(n-1) 터치 부재의 터치 위치를 검출하는 단계를 포함하며(여기서, n은 자연수),
    상기 제n 터치 부재는 제1 굴절율을 갖고, 상기 제(n-1) 터치 부재는 상기 제1 굴절율과 다른 제2 굴절율을 갖는 터치 위치 검출 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 채널광들을 수광하는 단계는,
    서로 다른 경로의 상기 채널광들 각각을 개별적으로 수광하는 것을 특징으로 하는 터치 위치 검출 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 채널광들을 수광하는 단계는,
    서로 다른 굴절율을 갖는 복수의 터치 부재들의 복수의 터치들에 의해 부분 반사되는 상기 채널광들을 수광하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 위치 검출 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 광을 발생시키는 단계는,
    복수의 발광 소자들에 의해 서로 다른 경로의 상기 채널광들을 발생시키는 것을 특징으로 하는 터치 위치 검출 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 광을 발생시키는 단계는,
    복수의 경사면들을 갖는 광 도파관의 입사면을 통해 서로 다른 경로의 상기 채널광들을 발생시키는 단계를 더 포함하는 터치 위치 검출 방법.
  6. 삭제
  7. 광을 발생하는 발광부;
    상기 발광부와 인접하고 광이 입사되는 입사면과, 터치가 발생하는 터치면 및 상기 입사면과 마주하고 상기 터치에 따라서 서로 다른 경로를 갖는 복수의 채널광들이 부분 반사되어 출사되는 출사면을 갖는 광 도파관;
    상기 출사면과 인접하고, 상기 출사면으로부터 출사된 상기 채널광들을 각각 수광하는 복수의 수광 소자들을 포함하는 수광부; 및
    수광된 상기 채널광들의 광량에 근거하여 상기 터치의 위치를 검출하는 검출부를 포함하고,
    상기 검출부는
    n번째의 채널광에 기초하여 제n 터치 부재의 터치 위치를 검출하고,
    (n-1)번째의 채널광에 기초하여 상기 제n 터치 부재 및 제(n-1) 터치 부재의 터치 위치를 검출하고,
    검출된 상기 제n 터치 부재의 터치 위치와, 검출된 상기 제n 터치 부재 및 상기 제(n-1) 터치 부재의 터치 위치를 이용해 상기 제(n-1) 터치 부재의 터치 위치를 검출하며(여기서, n은 자연수),
    상기 제n 터치 부재는 제1 굴절율을 갖고, 상기 제(n-1) 터치 부재는 상기 제1 굴절율과 다른 제2 굴절율을 갖는 터치 위치 검출 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 발광부는 상기 채널광들을 발생하는 복수의 발광 소자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 위치 검출 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 발광 소자들의 광출사부들은 서로 다른 방향을 향하는 것을 특징으로 하는 터치 위치 검출 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 입사면은 상기 광 도파관의 터치면과 수직인 것을 특징으로 하는 터치 위치 검출 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 출사면은 상기 광 도파관의 터치면과 수직인 것을 특징으로 하는 터치 위치 검출 장치.
  12. 제9항에 있어서, 상기 입사면은 상기 광 도파관의 상기 터치면에 제1 경사각을 갖고 연결되는 것을 특징으로 하는 터치 위치 검출 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 출사면은 상기 광 도파관의 상기 터치면에 제2 경사각을 갖고 연결되고, 상기 제1 경사각 및 상기 제2 경사각은 동일한 것을 특징으로 하는 터치 위치 검출 장치.
  14. 제7항에 있어서, 상기 광 도파관의 상기 입사면은 복수의 제1 경사면들을 포함하고, 상기 제1 경사면들은 상기 발광부로부터 발생된 광을 상기 채널광들로 입사하는 것을 특징으로 하는 터치 위치 검출 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 광 도파관의 상기 출사면은 상기 제1 경사면들과 각각 마주하는 제2 경사면들을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 위치 검출 장치.
  16. 광을 발생하는 발광부;
    상기 발광부와 인접하고 광이 입사되는 입사면과, 터치가 발생하는 터치면 및 상기 입사면과 마주하고 터치된 상기 터치에 따라서 서로 다른 경로를 갖는 복수의 채널광들이 부분 반사되어 출사되는 출사면을 갖는 광 도파관;
    상기 출사면과 인접하고, 상기 출사면으로부터 출사된 상기 채널광들을 각각 수광하는 복수의 수광 소자들을 포함하는 수광부;
    수광된 상기 채널광들의 광량에 근거하여 상기 터치의 위치를 검출하는 검출부; 및
    상기 광 도파관의 하부에 배치되어 상기 터치의 위치에 따른 영상을 표시하는 표시 패널을 포함하고,
    상기 검출부는
    n번째의 채널광에 기초하여 제n 터치 부재의 터치 위치를 검출하고,
    (n-1)번째의 채널광에 기초하여 상기 제n 터치 부재 및 제(n-1) 터치 부재의 터치 위치를 검출하고,
    검출된 상기 제n 터치 부재의 터치 위치와, 검출된 상기 제n 터치 부재 및 상기 제(n-1) 터치 부재의 터치 위치를 이용해 상기 제(n-1) 터치 부재의 터치 위치를 검출하며(여기서, n은 자연수),
    상기 제n 터치 부재는 제1 굴절율을 갖고, 상기 제(n-1) 터치 부재는 상기 제1 굴절율과 다른 제2 굴절율을 갖는 표시 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 발광부는 상기 채널광들을 발생하는 복수의 발광 소자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 입사면은 상기 광 도파관의 상기 터치면에 제1 경사각을 갖고 연결되고, 상기 출사면은 상기 광 도파관의 상기 터치면에 제2 경사각을 갖고 연결되며, 상기 제1 경사각 및 상기 제2 경사각은 동일한 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  19. 제16항에 있어서, 상기 광 도파관의 상기 입사면은 복수의 제1 경사면들을 포함하고, 상기 제1 경사면들은 상기 발광부로부터 발생된 광을 상기 채널광들로 입사하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 광 도파관의 상기 출사면은 상기 제1 경사면들과 각각 마주하는 제2 경사면들을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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