KR101581823B1 - 2d 및 3d 터치 기능을 구비한 전자 장치 - Google Patents

2d 및 3d 터치 기능을 구비한 전자 장치 Download PDF

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황효균
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Abstract

포인터의 2D 및 3D 터치를 감지할 수 있는 2D 및 3D 터치 기능을 구비한 전자 장치에 관한 것으로, 디스플레이부와, 디스플레이부의 둘레를 감싸는 베젤 프레임부와, 베젤 프레임부에 제 1 간격으로 배치되는 다수의 발광부들과, 베젤 프레임부에 제 2 간격으로 배치되는 다수의 수광부들과, 발광부로부터 발생되는 광의 진행 방향에 위치하고, 발광부로부터 입사되는 광을, 2D 터치 감지를 위한 제 1 광과 3D 터치 감지를 위한 제 2 광으로 분리하는 광분리부를 포함하고, 광분리부는, 발광부로부터 입사되는 광을 투과시키는 입사면과, 입사면을 투과한 광의 일부를 제 1 방향으로 투과시키고, 입사면을 투과한 광의 다른 일부를 제 2 방향으로 반사시키는 적어도 하나의 분리면을 포함할 수 있다.

Description

2D 및 3D 터치 기능을 구비한 전자 장치{ELECTRONIC DEVICE FOR SENSING 2D AND 3D TOUCH}
본 발명은 포인터의 2D 및 3D 터치를 감지할 수 있는 2D 및 3D 터치 기능을 구비한 전자 장치에 관한 것이다.
최근 터치 인식 기술과 3차원 디스플레이 기술이 발전함에 따라, 사용자가 전자 장치에 대해 3차원적으로 접근할 수 있게 하는 기술, 즉 3D 인터랙션(interaction)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
이러한, 3D 인터랙션은 기존의 터치스크린이 X-Y축 입력을 터치 입력으로 감지하는 것과 동시에, Z축 입력 또한 터치 입력으로서 감지할 수 있는 공간인식기술을 핵심으로 한다.
기존의 2차원 터치 방식은, 사이드뷰(sideview)의 발광소자와 사이드뷰의 수광소자가 배치되고, 광가이드(light guide)를 통하여, 특정 방향으로 발광소자의 광을 조절함으로써, 디스플레이 화면의 표면에 눈에 보이지 않는 적외선 영역의 빛을 조사하는 방식이다.
따라서, 디스플레이 화면의 표면 위에, 터치를 위해, 사람의 손이나 펜 등과 같은 포인터(pointer)가 놓이게 되면, 광이 통과하지 않으므로, 이를 이용하여 2차원 터치를 인식하였다.
이러한, 2차원 터치는 단순한 터치밖에 구현이 되지 않으므로, 이용자가 원거리에서 조작이 불가능하였다.
2차원 터치의 문제를 해결하기 위해, 3차원 터치 기술이 발달하였는데, 제스쳐와 같은 3차원 터치 기술은, 탑뷰(topview)의 발광소자와 탑뷰의 수광소자가 배치되어, 사람의 손이나 펜 등과 같은 포인터(pointer)가 근접하면, 반사된 빛을 수광소자가 인식하여 포인터의 위치를 알아내는 기술이다.
따라서, 2차원 터치 방식과 3차원 터치 방식은, 서로 다른 기술이므로, 각각 별도로 제작해야 하므로, 구조적으로 많은 공간을 필요로 하고, 비용도 증가하는 문제들이 있다.
또한, 3차원 터치 방식에 사용되는 발광소자는, 방사각에 한계가 존재하므로, 디스플레이 영역에는 터치 인식이 불가능한 데드존(deadzone)이 발생할 수 있다.
따라서, 향후, 데드존 없이, 포인터의 2D 및 3D 터치를 정확하고 정밀하게 감지할 수 있는 2D 및 3D 터치 기능을 구비한 전자 장치의 기술 개발이 필요할 것이다.
본 발명은 전술한 필요성을 충족하기 위해 제안되는 것으로서, 발광부로부터 입사되는 광을, 2D 터치 감지를 위한 제 1 광과 3D 터치 감지를 위한 제 2 광으로 분리하는 광분리부를 배치하여, 데드존 없이, 포인터의 2D 및 3D 터치를 정확하고 정밀하게 감지할 수 있는 2D 및 3D 터치 기능을 구비한 전자 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 2D 및 3D 터치 기능을 구비한 전자 장치는, 디스플레이부와, 디스플레이부의 둘레를 감싸는 베젤 프레임부와, 베젤 프레임부에 제 1 간격으로 배치되는 다수의 발광부들과, 베젤 프레임부에 제 2 간격으로 배치되는 다수의 수광부들과, 발광부로부터 발생되는 광의 진행 방향에 위치하고, 발광부로부터 입사되는 광을, 2D 터치 감지를 위한 제 1 광과 3D 터치 감지를 위한 제 2 광으로 분리하는 광분리부를 포함하고, 광분리부는, 발광부로부터 입사되는 광을 투과시키는 입사면과, 입사면을 투과한 광의 일부를 제 1 방향으로 투과시키고, 입사면을 투과한 광의 다른 일부를 제 2 방향으로 반사시키는 적어도 하나의 분리면을 포함할 수 있다.
여기서, 광분리부의 입사면과 분리면 사이의 각도는, 예각일 수 있다.
그리고, 2D 터치 감지를 위한 제 1 광의 광량과, 3D 터치 감지를 위한 제 2 광의 광량은, 서로 다를 수 있다.
이어, 수광부의 상부에는, 특정 파장대의 광을 투과하는 광필터부가 배치될 수 있다.
또한, 본 발명은, 디스플레이부와 이격되게 위치한 포인터(pointer)로부터 반사된 광의 광량을 검출하고, 검출된 광의 광량을 기초로 포인터의 모션(motion)을 추출하고, 추출된 모션에 대응되는 동작을 수행하는 모션 인지부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 모션 인지부는, 수광부를 통해, 상기 포인터로부터 반사된 광의 광량을 검출하는 검출부와, 검출된 광의 광량으로부터, 기 설정된 파장대 이외의 파장대에 속하는 노이즈 광을 제거하는 노이즈 제거부와, 노이즈가 제거된 광량을 기초로, 포인터의 X 좌표, Y 좌표, Z 좌표값을 계산하는 좌표 계산부와, 포인터의 좌표에 따라, 상기 포인터의 모션을 추출하는 모션 추출부와, 검출부, 노이즈 제거부, 좌표 계산부 및 모션 추출부를 제어하고, 추출된 모션에 대응되는 동작을 수행하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 2D 및 3D 터치 기능을 구비한 전자 장치의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 발광부로부터 입사되는 광을, 2D 터치 감지를 위한 제 1 광과 3D 터치 감지를 위한 제 2 광으로 분리하는 광분리부를 배치하여, 데드존 없이, 포인터의 2D 및 3D 터치를 정확하고 정밀하게 감지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은, 발광부의 광을 확산시켜 넓은 터치 영역을 제공하므로, 원거리에 위치하는 포인터의 모션도 정밀하고 정확하게 추출하여 그에 상응하는 동작을 정확하게 수행할 수 있는 장점이 있다.
따라서, 작은 포인터 모션일지라고, 쉽고 정확하게 인지할 수 있으므로, 전자 장치의 신뢰성이 향상될 수 있다.
발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 전자 장치의 2D 및 3D 터치 기능을 보여주는 도면
도 2는 본 발명에 따른 전자 장치의 내부 구성을 보여주는 평면도
도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ 선상에 따른 단면도
도 4 내지 도 8은 본 발명에 따른 광분리부의 배치를 보여주는 도면
도 9 내지 도 11은 본 발명에 따른 광분리부와 발광부 사이의 배치 관계를 보여주는 도면
도 12 내지 도 14는 본 발명에 따른 발광부와 수광부의 배치관계를 보여주는 도면
도 15는 광가이드부가 배치되는 전자장치의 다른 실시예를 보여주는 단면도
도 16은 도 15의 광가이드부를 상세히 보여주는 단면도
도 17은 광가이드부의 면적을 보여주는 평면도
도 18 내지 도 20은 광가이드부의 측면에 배치되는 발광부를 보여주는 단면도
도 21은 포인터의 모션을 인지하는 모션 인지부를 보여주는 개략적으로 보여주는 도면
도 22는 모션 인지부를 보여주는 블럭 구성도
도 23 및 도 24는 본 발명에 따른 전자장치의 제어방법을 설명하기 위한 전자장치의 일실시예를 보여주는 도면
도 25는 수광부에서 감지한 2D 터치 감지를 위한 제 1 광의 광량 데이터를 보여주는 도면
도 26은 수광부에서 감지한 3D 터치 감지를 위한 제 2 광의 광량 데이터를 보여주는 도면
도 27은 본 발명에 따른 전자장치의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 설명되는 2D 및 3D 터치 기능을 구비한 전자 장치는, 이동 단말기일 수도 있고, 고정 단말기일 수도 있다.
여기서, 이동 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등이 포함될 수 있다.
그리고, 고정 단말기에는, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등이 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전자 장치의 2D 및 3D 터치 기능을 보여주는 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 전자 장치의 내부 구성을 보여주는 평면도이고, 도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ 선상에 따른 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전자 장치(100)는 디스플레이부(110), 발광부(121), 수광부(122), 광분리부(130), 베젤 프레임부(140) 및 모션 인지부(미도시)를 포함할 수 있다.
여기서, 디스플레이부(110)는 전자 장치(100)에서 처리되는 정보를 표시할 수 있다.
예를 들어, 전자 장치(100)가 네비게이션인 경우, 특정 장소의 검색을 위한 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 디스플레이부(110)는 본 발명에 따른 전자 장치(100)의 전면의 대부분을 구성할 수 있다.
그리고, 디스플레이부(110)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이어, 베젤 프레임부(1201)는, 디스플레이부(110)의 둘레를 감싸도록 구성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 베젤 프레임부(140)는, 디스플레이부(110)의 형상과 유사한 형상으로 이루어질 수 있다.
따라서, 베젤 프레임부(140)는, 디스플레이부(110)의 둘레를 감싸도록 배치되는데, 경우에 따라, 디스플레이부(110)의 둘레 일부에 중첩될 수도 있다.
또한, 베젤 프레임부(140)가 디스플레이부(110)의 전방에 구비되는 경우, 베젤 프레임부(140)의 가운데에는 디스플레이부(110)가 노출될 수 있도록 개구부가 형성될 수 있다.
이어, 베젤 프레임부(140)는, 본 발명의 전자 장치(100)의 내부 프레임 중 하나일 수 있다.
예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 전자 장치(100)의 전면 외관은, 프론트 케이스(101)를 통해 형성될 수 있으며, 베젤 프레임부(140)는, 프론트 케이스(101)의 내측에 구비될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 베젤 프레임부(140)는, 디스플레이부(110)를 구성하는 액정(LCD) 모듈의 일부일 수도 있다.
이 경우, 베젤 프레임부(140)는, 액정(LCD) 패널과 그 하부에 배치된 백라이트 유닛의 외곽을 지지하며, 액정 패널과 백라이트 유닛을 결합할 수 있다.
또한, 베젤 프레임부(140)는, 필요에 따라 발광부(121) 및 수광부(122)를 구동하기 위한 인쇄회로기판과 일체로 형성될 수 있거나, 또는, 베젤 프레임부(140) 자체가 전자 장치(100)의 외관을 형성하는 케이스를 구성할 수도 있다.
다음, 베젤 프레임부(140)에는, 제 1 간격으로 배치되는 다수의 발광부(121)들과, 제 2 간격으로 배치되는 다수의 수광부(122)들이 구비될 수 있다.
여기서, 발광부(121)들 사이의 제 1 간격은, 수광부(122)들 사이의 제 2 간격보다 더 좁을 수 있다.
이때, 발광부(121)의 개수는, 수광부(122)의 개수보다 더 많을 수 있다.
다른 경우로서, 발광부(121)들 사이의 제 1 간격은, 수광부(122)들 사이의 제 2 간격보다 더 넓을 수 있다.
이때, 발광부(121)의 개수는, 수광부(122)의 개수보다 더 적을 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 발광부(121)와 수광부(122)들은, 디스플레이부(110)의 둘레를 따라 구비되며, 디스플레이부(110)를 감싸는 일종의 광센서 모듈 어레이를 형성할 수 있다.
여기서, 각각의 발광부(121)는, 광을 조사하고, 조사된 광이 디스플레이부(110)와 이격되게 위치한 포인터(10)로부터 반사되면, 각각의 수광부(122)는, 반사된 광을 수광할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 사용자의 손인 포인터(10)가, 디스플레이부(110)의 전방에서, 다수의 발광부(121)로부터 광이 조사되는 영역 내에 위치하면, 발광부(121)로부터 방출된 광이, 포인터(10)에 의해 반사된 후, 수광부(122)에 입사될 수 있다.
반사된 광이 입사되면, 모션인지부는, 디스플레이부(110)의 전방에 포인터(10)가 존재함을 감지할 수 있고, 동시에 반사된 광의 광량을 검출하고, 검출된 광량을 기초로 포인터(10)와 디스플레이부(110) 사이의 거리를 추측할 수 있다.
이어, 모션인지부는, 검출된 광의 광량을 기초로, 포인터(10)의 모션을 추출하고, 추출된 모션에 대응되는 동작을 수행할 수 있다.
즉, 수광부(122)가 디스플레이부(110)에 근접한 포인터(10)를 감지하면, 모션 인지부는, 포인터(10)의 모션을 분석하여, 각 모션에 기 지정된 동작을 수행할 수 있다.
여기서, 동작 수행은 디스플레이부(110)의 출력 화면을 변경하는 동작, 전자 장치(100)로부터 출력되는 사운드를 제어하는 동작, 전자 장치(100)를 온/오프 하는 동작 등을 포함할 수 있다.
그리고, 각각의 동작은, 특정 모션에 대응되어 기 저장될 수 있으며, 모션 인지부는, 추출된 포인터(10)의 모션을, 기 저장된 모션으로부터 검색하고, 검색된 모션에 대응되는 동작을 실행할 수 있다.
하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시예들이 모션 인식부 자체로 구현될 수도 있다.
소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다.
소프트웨어 모듈들 각각은, 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다.
적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되고, 제어부에 의해 실행될 수 있다.
한편, 다수의 발광부(121)는 각각 광을 조사하며, 일종의 발광부(121) 어레이를 구성할 수 있다.
일 예로, 발광부(121)는 적외선(Infra Red light)을 방출하는 발광 다이오드(LED) 소자일 수 있다.
각 발광부(121)는, 베젤 프레임부(140) 상에 형성된 인쇄회로기판에 실장될 수 있고, 인쇄회로기판의 제어에 따라 디스플레이부(110)의 전방을 향해 광을 조사할 수 있다.
그리고, 각 발광부(121)가 광을 조사할 때, 발광부(121)로부터 조사된 광은 발광부(121)의 종류에 따라 서로 다른 방사각을 가질 수 있다.
여기서, 방사각이 커질수록, 하나의 발광부(121)로부터 조사되는 광이 더 넓은 영역으로 조사될 수 있다.
또한, 수광부(122)는, 각 발광부(121)에서 조사되어 소정의 포인터(10)에 의해 반사된 광을 수광하고, 반사된 광의 광량을 전기신호로 변환한다.
그리고, 수광부(122)는, 적외선 센서, 광 다이오드(photo diode), 광 트랜지스터(photo transitor) 등을 포함할 수 있으며, 수광된 광의 광량에 대응되는 전기신호를 생성할 수 있다.
이어, 수광부(122), 또한, 베젤 프레임부(140) 상에 형성된 인쇄회로기판에 실장될 수 있으며, 모션 인지부와 전기적으로 연결되어 전기신호를 모션 인지부에 전달할 수 있다.
본 실시예에서, 하나의 수광부(122)에는 복수의 발광부(121)가 대응될 수 있으며, 서로 대응되는 하나의 수광부(122)와 복수의 발광부(121)가 하나의 광센서 모듈을 형성할 수 있다.
전술된 바와 같이, 베젤 프레임부(140)에는, 발광부(121)와 수광부(122)들이 다수개 구비될 수 있다.
특정 수광부(122)에 수광되는 광은, 그 수광부(122)와 대응되는 복수의 발광부(121) 중 하나로부터 조사된 광이, 포인터(10)에 의해 반사된 것일 수도 있고, 서로 마주보는 발광부(121) 중 어느 하나로부터 직사된 광일 수도 있다.
경우에 따라, 발광부(121)는, 디스플레이부(110)의 가장자리 하부에 중첩되어 배치될 수도 있다.
다른 경우로서, 발광부(121)와 디스플레이부(110)는, 서로 다른 선상에 배치될 수도 있다.
그리고, 수광부(122)의 상부에는, 특정 파장대의 광을 투과하는 광필터부(미도시)가 배치될 수도 있다.
그 이유는, 다른 파장대의 노이즈 광을 차단함으로써, 포인터의 2D 및 3D 터치를 정확하고 정밀하게 감지할 수 있기 때문이다.
다음, 광분리부(130)는, 발광부(121)로부터 발생되는 광의 진행 방향에 위치할 수 있는데, 발광부(121)로부터 입사되는 광을, 2D 터치 감지를 위한 제 1 광(151)과 3D 터치 감지를 위한 제 2 광(152)으로 분리할 수 있다.
여기서, 광분리부(130)은 PMMA(Polymethylmethacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthlate), COC(Cyclic Olefin Copolymers), PEN(polyethylene naphthalate), PC(Polycarbonate), PS(Polystyrene), 및 MS(Mathacylate styrene) 수지 중 어느 하나일 수 있다.
그리고, 광분리부(130)의 굴절률은 약 1.3 - 1.55일 수 있고, 광분리부(130)의 투과율은 약 80 - 99%일 수 있다.
이어, 광분리부(130)는, 발광부(121)로부터 입사되는 광을 투과시키는 입사면과, 입사면을 투과한 광의 일부를 제 1 방향으로 투과시키고, 입사면을 투과한 광의 다른 일부를 제 2 방향으로 반사시키는 적어도 하나의 분리면을 포함할 수 있다.
이때, 광분리부(130)의 입사면과 분리면 사이의 각도는, 예각일 수 있다.
그 이유는, 2D 터치 감지를 위한 제 1 광(151)과 3D 터치 감지를 위한 제 2 광(152) 사이의 분리 각도를 크게 할 수 있기 때문이다.
그리고, 2D 터치 감지를 위한 제 1 광(151)의 광량과, 3D 터치 감지를 위한 제 2 광(152)의 광량은, 서로 다를 수 있다.
일 예로, 3D 터치 감지를 위한 제 2 광(152)의 광량은, 2D 터치 감지를 위한 제 1 광(151)의 광량보다 더 클 수 있다.
그 이유는, 디스플레이부(110)의 상부에 데드존이 발생하지 않도록, 광을 상부로 확산시켜 넓은 터치 영역을 제공함으로써, 원거리에 위치하는 포인터의 모션도 정밀하고 정확하게 추출할 수 있기 때문이다.
또한, 2D 터치 감지를 위한 제 1 광(151)은, 디스플레이부(110)의 화면에 대해, 평행한 방향으로 진행될 수 있다.
그리고, 3D 터치 감지를 위한 제 2 광(152)은, 디스플레이부(110)의 화면에 대해, 일정 각도로 경사진 방향으로 진행될 수 있다.
다음, 광분리부(130)는, 발광부(121)를 커버하도록, 발광부(121) 상부에 배치될 수 있다.
경우에 따라, 광분리부(130)는, 발광부(121)와 디스플레이부(110) 사이의 영역에 배치될 수도 있다.
일 예로, 광분리부(130)는, 디스플레이부(110)의 측면들에, 각각 대응하여 배치되도록, 다수개로 분리될 수 있으며, 분리된 각 광분리부(130)는, 서로 일정 간격 떨어져 배치될 수 있다.
또한, 다른 일 예로, 분리된 다수의 광분리부(130)들 중, 일부 광분리부(130)는, 발광부(121)를 커버하도록 발광부(121) 상부에 배치될 수 있고, 다른 일부 광분리부(130)는, 발광부(121)와 디스플레이부(110) 사이의 영역에 배치될 수도 있다.
또 다른 일 예로, 광분리부(130)는, 디스플레이부(110)의 둘레를 감싸도록, 디스플레이부(110)의 측면을 따라, 연속적으로 배치된 일체형일 수도 있다.
경우에 따라, 광분리부(130)는, 입사면을 투과한 광을, 분리면으로 전반사시키는 적어도 하나의 전반사면을 더 포함할 수도 있다.
그리고, 광분리부(130)는, 발광부(121)에 접촉되어 발광부(121)의 전면을 커버할 수도 있다.
이와 같이, 구성되는 본 발명은, 발광부(121)로부터 입사되는 광을, 2D 터치 감지를 위한 제 1 광(151)과 3D 터치 감지를 위한 제 2 광(152)으로 분리하는 광분리부(130)를 배치하여, 데드존 없이, 포인터의 2D 및 3D 터치를 정확하고 정밀하게 감지할 수 있다.
도 4 내지 도 8은 본 발명에 따른 광분리부의 배치를 보여주는 도면이다.
도 4 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 광분리부(130)는, 발광부(121)로부터 발생되는 광의 진행 방향에 위치할 수 있다.
예를 들면, 도 4와 같이, 발광부(121)가 탑뷰(topview) 타입의 발광 소자일 경우, 광분리부(130)는, 발광부(121)를 커버하여, 발광부(121)의 광출사면을 마주하도록, 발광부(121)의 상부에 위치할 수 있다.
이 경우, 광분리부(130)는, 발광부(121)로부터 일정 간격으로 떨어져 배치될 수 있다.
즉, 광분리부(130)의 입사면(131)과 발광부(121)의 광출사면은, 일정 간격으로 떨어져 배치될 수 있다.
그리고, 도 5와 같이, 발광부(121)가 사이드뷰(sideview) 타입의 발광 소자일 경우, 광분리부(130)는, 발광부(121)의 광출사면을 마주하도록, 발광부(121)와 디스플레이부(110) 사이의 영역에 위치할 수도 있다.
이 경우에도, 광분리부(130)는, 발광부(121)로부터 일정 간격으로 떨어져 배치될 수 있다.
즉, 광분리부(130)의 입사면(131)과 발광부(121)의 광출사면은, 일정 간격으로 떨어져 배치될 수 있다.
다음, 도 6과 같이, 광분리부(130)는, 발광부(121)에 접촉되어 발광부(121)의 전면을 커버할 수 있다.
즉, 광분리부(130)와 발광부(121)는, 일체형으로 제작될 수도 있다.
여기서, 광분리부(130)는, 입사면이 존재하지 않고, 분리면(132)만이 존재하여, 발광부(121)로부터 입사되는 광을 분리면(132)에서 바로 2D 터치 감지를 위한 제 1 광(151)과 3D 터치 감지를 위한 제 2 광(152)으로 분리할 수 있다.
그리고, 광분리부(130)와 일체형으로 제작되는 발광부(121)는, 디스플레이부(110)의 화면과 동일한 선상에 위치하지 않고, 더 아래쪽에 위치할 수 있다.
즉, 발광부(121)와 디스플레이부(110)는, 서로 다른 선상에 배치될 수 있다.
하지만, 광분리부(130)의 분리면(132)는, 디스플레이부(110)의 화면과 동일 선상에 위치할 수 있다.
그 이유는, 광분리부(130)의 분리면(132)에서, 분리된 2D 터치 감지를 위한 제 1 광(151)을, 디스플레이부(110)의 화면과 평행한 방향으로 진행시키기 위함이다.
경우에 따라, 도 7과 같이, 광분리부(130)는, 디스플레이부(110)의 측면에 위치하고, 발광부(121)는, 디스플레이부(110)의 가장자리 하부에 중첩되어 배치될 수도 있다.
이 경우에, 광분리부(130)는, 발광부(121)로부터 일정 간격으로 떨어져 배치될 수 있다.
즉, 광분리부(130)의 입사면(131)과 발광부(121)의 광출사면은, 일정 간격으로 떨어져 배치될 수 있다.
이때, 발광부(121)는, 사이드뷰(sideview) 타입의 발광 소자일 수 있다.
또한, 광분리부(130)는, 입사면(131)을 마주하도록 위치하고, 입사면(131)을 투과한 광을, 분리면(132)으로 전반사시키는 적어도 하나의 전반사면(133)을 더 포함할 수도 있다.
여기서, 광분리부(130)의 분리면(132)는, 디스플레이부(110)의 화면과 동일 선상에 위치할 수 있다.
그 이유는, 광분리부(130)의 분리면(132)에서, 분리된 2D 터치 감지를 위한 제 1 광(151)을, 디스플레이부(110)의 화면과 평행한 방향으로 진행시키기 위함이다.
도 7의 광분리부(130)는, 발광부(121)가 디스플레이부(110)의 하부에 배치되므로, 베젤 프레임부의 영역을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또 다른 경우로서, 도 8과 같이, 광분리부(130)는, 디스플레이부(110)의 측면에 위치하고, 발광부(121)는, 디스플레이부(110)의 가장자리 하부에 중첩되어 배치될 수도 있다.
이 경우에, 광분리부(130)는, 발광부(121)에 접촉되어 발광부(121)의 전면을 커버할 수 있다.
즉, 광분리부(130)와 발광부(121)는, 일체형으로 제작될 수 있다.
이때, 발광부(121)는, 탑뷰(topview) 타입의 발광 소자일 수 있다.
또한, 광분리부(130)는, 입사면(131)을 마주하도록 위치하고, 입사면(131)을 투과한 광을, 분리면(132)으로 전반사시키는 적어도 하나의 전반사면(133)을 더 포함할 수도 있다.
여기서, 광분리부(130)의 분리면(132)는, 디스플레이부(110)의 화면과 동일 선상에 위치할 수 있다.
그 이유는, 광분리부(130)의 분리면(132)에서, 분리된 2D 터치 감지를 위한 제 1 광(151)을, 디스플레이부(110)의 화면과 평행한 방향으로 진행시키기 위함이다.
도 8의 광분리부(130)도, 발광부(121)가 디스플레이부(110)의 하부에 배치되므로, 베젤 프레임부의 영역을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 9 내지 도 11은 본 발명에 따른 광분리부와 발광부 사이의 배치 관계를 보여주는 도면이다.
도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 광분리부(130)는, 발광부(121)로부터 입사되는 광을, 2D 터치 감지를 위한 제 1 광(151)과 3D 터치 감지를 위한 제 2 광(152)으로 분리하기 위하여, 발광부(121)로부터 발생되는 광의 진행 방향에 위치할 수 있다.
도 9a와 같이, 광분리부(130)는, 분리형일 수 있다.
즉, 광분리부(130)는, 디스플레이부(110)의 측면들에, 각각 대응하여 배치되는 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 광분리부(135, 136, 137, 138)를 포함할 수 있는데, 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 광분리부(135, 136, 137, 138)는, 서로 일정 간격 떨어져 배치될 수 있다.
여기서, 도 9a의 분리형 광분리부(130)는, 발광부(121)가 위치하는 영역에만 배치되므로, 제작 단가가 절감되는 장점이 있다.
이때, 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 광분리부(135, 136, 137, 138)는, 발광부(121) 상부에 배치되고, 발광부(121)는, 탑뷰(topview) 타입의 발광 소자일 수 있다.
경우에 따라, 도 9b와 같이, 광분리부(130)는, 일체형일 수 있다.
즉, 광분리부(130)는, 디스플레이부(110)의 둘레를 감싸도록, 디스플레이부(110)의 측면을 따라, 연속적으로 배치될 수 있다.
여기서, 도 9b의 일체형 광분리부(130)는, 디스플레이부(110)의 둘레를 감싸도록 배치되므로, 제작이 간단한 장점이 있다.
이때, 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 광분리부(135, 136, 137, 138)는, 발광부(121) 상부에 배치되고, 발광부(121)는, 탑뷰(topview) 타입의 발광 소자일 수 있다.
다른 경우로서, 도 10과 같이, 광분리부(130)는, 발광부(121)와 디스플레이부(110) 사이의 영역에 배치될 수도 있다.
여기서, 발광부(121)는, 사이드뷰(sideview) 타입의 발광 소자일 수 있다.
그리고, 도 10a는 분리형 광분리부(130)이고, 도 10b는 일체형 광분리부(130)이다.
또 다른 경우로서, 도 11과 같이, 일부의 광분리부(130)는, 발광부(121)를 커버하도록 발광부(121) 상부에 배치될 수 있고, 다른 일부의 광분리부(130)는, 발광부(121)와 디스플레이부(110) 사이의 영역에 배치될 수도 있다.
일 예로, 광분리부(130)는, 디스플레이부(110)의 측면들에, 각각 대응하여 배치되는 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 광분리부(135, 136, 137, 138)를 포함할 수 있는데, 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 광분리부(135, 136, 137, 138)는, 서로 일정 간격 떨어져 배치될 수 있다.
여기서, 제 1, 제 2 광분리부(135, 136)는, 발광부(121)와 디스플레이부(110) 사이의 영역에 배치되고, 발광부(121)는, 사이드뷰(sideview) 타입의 발광 소자일 수 있다.
그리고, 제 3, 제 4 광분리부(137, 138)는, 발광부(121) 상부에 배치되고, 발광부(121)는, 탑뷰(topview) 타입의 발광 소자일 수 있다.
경우에 따라, 제 1, 제 2 광분리부(135, 136)는, 발광부(121) 상부에 배치되고, 발광부(121)는, 탑뷰(topview) 타입의 발광 소자일 수 있으며, 제 3, 제 4 광분리부(137, 138)는, 발광부(121)와 디스플레이부(110) 사이의 영역에 배치되고, 발광부(121)는, 사이드뷰(sideview) 타입의 발광 소자일 수 있다.
이처럼, 본 발명은, 광분리부(130)와 발광부(121)의 배치를 다양하게 변형하여 제작할 수 있다.
도 12 내지 도 14는 본 발명에 따른 발광부와 수광부의 배치관계를 보여주는 도면으로서, 도 12 및 도 13은 평면도이고, 도 14는 단면도이다.
도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 디스플레이부(110)의 주변에는, 다수의 발광부(121)들과 다수의 수광부(122)들이 배치될 수 있다.
여기서, 다수의 발광부(121)들은, 제 1 간격 d1으로 배치될 수 있고, 다수의 수광부(122)들은, 제 2 간격 d2으로 배치될 수 있다.
이때, 발광부(121)들 사이의 제 1 간격 d1은, 수광부(122)들 사이의 제 2 간격 d2보다 더 좁을 수 있다.
이 경우, 발광부(121)의 개수는, 수광부(122)의 개수보다 더 많을 수 있다.
다른 경우로서, 발광부(121)들 사이의 제 1 간격 d1은, 수광부(122)들 사이의 제 2 간격 d2보다 더 넓을 수도 있다.
이 경우, 발광부(121)의 개수는, 수광부(122)의 개수보다 더 적을 수 있다.
또 다른 경우로서, 발광부(121)들 사이의 제 1 간격 d1과 수광부(122)들 사이의 제 2 간격 d2는, 서로 동일할 수 있다.
이 경우, 발광부(121)의 개수와 수광부(122)의 개수는, 서로 동일할 수 있다.
또한, 다수의 발광부(121)는 각각 광을 조사하는데, 일 예로, 발광부(121)는, 적외선(Infra Red light)을 방출하는 발광 다이오드(LED) 소자일 수 있다.
여기서, 다수의 발광부(121)들은, 모두 동일한 광 출력 세기로 광을 조사할 수 있지만, 경우에 따라서는 서로 다른 광 출력 세기로 광을 조사할 수도 있다.
일 예로, 디스플레이부(110)의 단축 방향으로 배열되는 발광부(121)들의 광 출력 세기는, 디스플레이부(110)의 장축 방향으로 배열되는 발광부(121)들의 광 출력 세기보다 더 클 수 있다.
그 이유는, 서로 마주보는 발광부(121)들 사이의 거리가, 디스플레이부(110)의 단축 방향으로 배열되는 발광부(121)들보다 디스플레이부(110)의 장축 방향으로 배열되는 발광부(121)들이 더 가깝기 때문이다.
또한, 수광부(122)는, 각 발광부(121)에서 조사되어 소정의 포인터(10)에 의해 반사된 광을 수광하거나, 또는 서로 마주보는 발광부(121)로부터 직사되는 ㄱ광을 수광하여, 수광된 광의 광량을 전기신호로 변환한다.
여기서, 수광부(122)는, 적외선 센서, 광 다이오드(photo diode), 광 트랜지스터(photo transitor) 등을 포함할 수 있으며, 수광된 광의 광량에 대응되는 전기신호를 생성할 수 있다.
경우에 따라, 수광부(122)의 상부에는, 특정 파장대의 광을 투과하는 광필터부(미도시)가 배치될 수도 있다.
그 이유는, 다른 파장대의 노이즈 광을 차단함으로써, 포인터의 2D 및 3D 터치를 정확하고 정밀하게 감지할 수 있기 때문이다.
한편, 발광부(121)와 수광부(122)는 다양한 방식으로 배열될 수 있다.
도 12와 같이, 수광부(122)는, 발광부(121)의 배열 라인을 따라, 배치될 수 있는데, 도 12a와 같이, 서로 인접하는 수광부(122) 사이에는, 다수의 발광부(121)들이 배치될 수 있다.
즉, 디스플레이부(110)의 일측에 배열된 발광부(121)의 배열 라인 양 끝단에 각각 수광부(122)가 배치될 수 있다.
경우에 따라, 도 12b와 같이, 서로 인접하는 수광부(122) 사이에는, 하나의 발광부(121)들이 배치될 수 있다.
즉, 디스플레이부(110)의 일측에 배열되는 발광부(121)들 사이에 각각 수광부(122)가 배치될 수 있다.
도 12의 발광부(121)들 사이의 제 1 간격 d1은, 수광부(122)들 사이의 제 2 간격 d2보다 더 좁을 수 있고, 발광부(121)의 개수는, 수광부(122)의 개수보다 더 많을 수 있다.
다른 경우로서, 도 13과 같이, 수광부(122)는, 발광부(121)의 배열 라인과 다른 배열 라인으로 배치될 수 있는데, 도 13a와 같이, 수광부(122)의 배열 라인은, 발광부(121)의 배열 라인 일측에 배치될 수 있고, 경우에 따라, 도 13b와 같이, 수광부(122)의 배열 라인은, 발광부(121)의 배열 라인 타측에 배치될 수 있다.
즉, 도 13b의 수광부(122)의 배열 라인은, 발광부(121)와 디스플레이부(110) 사이의 영역에 배치될 수 있다.
또 다른 경우로서, 도 13c와 같이, 제 1 수광부(122a)의 배열 라인은, 발광부(121)의 배열 라인 일측에 배치되고, 제 2 수광부(122b)의 배열 라인은, 발광부(121)의 배열 라인 타측에 배치될 수 있다.
즉, 제 2 수광부(122b)의 배열 라인은, 발광부(121)와 디스플레이부(110) 사이의 영역에 배치될 수 있다.
여기서, 제 1 수광부(122a)의 배열 라인은, 2D 터치 감지를 위한 제 1 광을 수광하는데, 제 1 수광부(122a)를 마주보며 배치되는 발광부(121)들로부터 직사되는 제 1 광을 수광할 수 있다.
그리고, 제 2 수광부(122b)의 배열 라인은, 3D 터치 감지를 위한 제 2 광을 수광하는데, 제 2 광이 소정의 포인터에 반사된 광을 수광할 수 있다.
이 경우, 2D 터치 감지를 위한 제 1 수광부와, 3D 터치 감지를 위한 제 2 수광부가 분리되므로, 포인터의 2D 및 3D 터치를 정확하고 정밀하게 감지할 수 있는 장점이 있다.
또 다른 실시예로서, 도 14와 같이, 수광부(122)는, 발광부(121)의 배열 라인과 다른 배열 라인으로 배치될 수 있는데, 수광부(122)의 배열 라인은, 발광부(121)의 배열 라인의 상측에 배치될 수 있다.
즉, 수광부(122)의 배열 라인과 발광부(121)의 배열 라인은, 상부와 하부로 서로 중첩되어 배치될 수 있다.
이 경우, 베젤 프레임부(140)는, 발광부(121)를 지지하는 메인 바디와, 메인 바디의 끝단에서 상부로 절곡되어, 수광부(122)를 지지하는 서브 바디를 포함할 수 있다.
도 14의 실시예는, 베젤 프레임부(140)의 면적을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 15는 광가이드부가 배치되는 전자장치의 다른 실시예를 보여주는 단면도이다.
도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전자장치는, 디스플레이부(110), 베젤 프레임부(140), 다수의 발광부(121)들, 다수의 수광부(미도시)들 및 광가이드부(160)을 포함할 수 있다.
여기서, 베젤 프레임부(140)는, 디스플레이부(110)의 둘레를 감싸도록 배치되고, 다수의 발광부(121)들은, 베젤 프레임부(140)에 제 1 간격으로 배치되며, 다수의 수광부(미도시)들은, 베젤 프레임부(140)에 제 2 간격으로 배치될 수 있다.
그리고, 광가이드부(160)는, 디스플레이부(110)의 상부에 배치되어, 발광부(121)로부터 입사되는 광을, 디스플레이부(110)의 상부 방향으로 가이드할 수 있다.
여기서, 광가이드부(160)는, 광플레이트(161)와 다수의 돌기(162)들을 포함할 수 있다.
이때, 광가이드부(160)의 광플레이트(161)는, 발광부(121)의 광이 입사하도록, 발광부(121)와 마주하는 측면을 포함할 수 있다.
그리고, 다수의 돌기(162)들은, 광플레이트(161)의 상면에 돌출되어, 광플레이트(161)의 측면으로부터 입사된 광을, 광플레이트(161)의 상부 방향으로 확산시킬 수 있다.
여기서, 광가이드부(160)은 PMMA(Polymethylmethacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthlate), COC(Cyclic Olefin Copolymers), PEN(polyethylene naphthalate), PC(Polycarbonate), PS(Polystyrene), 및 MS(Mathacylate styrene) 수지 중 어느 하나일 수 있다.
그리고, 광가이드부(160)의 굴절률은 약 1.3 - 1.55일 수 있고, 광가이드부(160)의 투과율은 약 80 - 99%일 수 있다.
또한, 광가이드부(160) 상부에는, 커버 글래스(170)가 배치될 수 있는데, 커버 글래스(170)와 광가이드부(160)의 광플레이트(161) 사이에는 에어갭이 형성될수 있다.
이어, 광가이드부(160)는, 디스플레이부(110)로부터 일정 간격을 가지고 배치될 수 있는데, 광가이드부(160)와 디스플레이부(110) 사이에는, 터치패널(150)이 배치될 수 있다.
그리고, 광가이드부(160)의 광플레이트(161) 측면은, 발광부(121)의 광출사면을 마주보도록 배치되고, 발광부(121)의 광출사면으로부터 일정 간격 떨어져 배치될 수 있다.
이처럼, 도 15의 전자장치는, 도 2와 같은 광분리부 없이, 광가이드부(160)를 통해서, 광을 디스플레이부(110)의 상부로 확산시킴으로써, 2D 및 3D 터치 기능을 동시에 수행할 수 있다.
이 경우, 베젤 프레임부(140)의 면적을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 16은 도 15의 광가이드부를 상세히 보여주는 단면도이다.
도 16에 도시된 바와 같이, 광가이드부(160)는, 광플레이트(161)와 다수의 돌기(162)들을 포함할 수 있다.
여기서, 광가이드부(160)의 광플레이트(161)는, 발광부(121)의 광이 내부로 입사되면, 입사된 광을 디스플레이부(110)의 중앙 영역 방향으로 전반사시켜 가이드할 수 있다.
그리고, 다수의 돌기(162)들은, 광플레이트(161)의 상면에 돌출되어, 광플레이트(161)의 내부에 전반사되는 광이 입사되면, 입사된 광을, 광플레이트(161)의 상부 방향으로 확산시킬 수 있다.
여기서, 광가이드부(160)의 광플레이트(161) 두께 t는, 약 0.001mm - 1mm일 수 있다.
그 이유는, 두께가 너무 두꺼우면, 디스플레이부(110)의 영상 휘도가 저하되고, 두께가 너무 얇으면, 광이 일부 손실되어, 상부 방향으로 진행하는 광의 광량이 적어, 터치 인식이 저하될 수 있다.
또한, 광가이드부(160)의 돌기(162)의 높이 h는, 광플레이트(161)의 두께 t에 대해 약 1% - 10%일 수 있다.
여기서, 돌기(162)들 간의 높이는 서로 다를 수 있지만, 경우에 따라 서로 동일할 수도 있다.
다음, 광가이드부(160)의 돌기(162)의 폭 w은, 약 0.1nano - 5um일 수 있다.
만일, 돌기(162)의 높이와 폭이 너무 크면, 디스플레이부(110)의 영상 휘도가 저하되고, 돌기(162)의 높이와 폭이 너무 작으면, 상부 방향으로 진행하는 광의 광량이 적어, 터치 인식이 저하될 수 있다.
또한, 광가이드부(160)의 돌기(162)들 중, 서로 인접하는 돌기(162)들 사이의 간격 d은, 약 1um - 1000um일 수 있다.
만일, 돌기(162)들 사이의 간격이 너무 좁으면, 모아레 현상이 발생하여, 터치 인식에 대한 신뢰성이 저하될 수 있고, 돌기(162)들 사이의 간격이 너무 넓으면, 상부 방향으로 진행하는 광의 광량이 적어, 터치 인식이 저하될 수 있다.
경우에 따라, 서로 인접하는 돌기(162)들 사이의 간격 d은, 불균일할 수도 있지만, 경우에 따라서는 서로 동일할 수도 있다.
도 17은 광가이드부의 면적을 보여주는 평면도이다.
도 17에 도시된 바와 같이, 광가이드부(160)는, 디스플레이부(110)의 상부에 배치되어, 발광부로부터 입사되는 광을, 디스플레이부(110)의 상부 방향으로 가이드할 수 있다.
여기서, 광가이드부(160)의 면적은, 디스플레이부(110)의 면적보다 더 클 수도 있고, 경우에 따라서는 디스플레이부(110)의 면적보다 더 작을 수도 있다.
예를 들면, 도 17a와 같이, 광가이드부(160)의 면적은, 디스플레이부(110)의 면적보다 더 크고, 디스플레이부(110)의 전면을 커버할 수 있다.
이 경우, 발광부로부터 입사되는 광을, 손실 없이, 디스플레이부(110)의 상부 방향으로 가이드할 수 있으므로, 상부 방향으로 진행하는 광의 광량이 많아, 터치 인식이 향상될 수 있다.
다른 경우로서, 도 17b 및 도 17c와 같이, 광가이드부(160)의 면적은, 디스플레이부(110)의 면적보다 더 작고, 디스플레이부(110)의 일부분이 노출될 수 있다.
여기서, 광가이드부(160)는, 디스플레이부(110)의 가장자리 영역을 노출시킬 수 있다.
이 경우, 데드존이 발생하기 쉬운 디스플레이부(110)의 중앙영역 상부로 광을 집중시킬 수 있고, 디스플레이부(110)가 일부 노출되므로, 광가이드부(160)의 커버로 인한 디스플레이부(110)의 영상 휘도 저하를 방지할 수 있다.
도 17b 및 도 17c에서, 광가이드부(160)는, 디스플레이부(110)의 중앙영역에 배치되는 제 1 광가이드부(160a)와, 디스플레이부(110)의 가장자리영역에 배치되는 제 2 광가이드부(160b)를 포함할 수 있다.
여기서, 제 1 광가이드부(160a)의 면적이, 제 2 광가이드부(160b)의 면적보다 더 넓을 수 있다.
이때, 제 2 광가이드부(160b)의 측면에는, 다수의 발광부들이 배치될 수 있다.
도 17b의 제 2 광가이드부(160b)는, 디스플레이부(110)의 일측에 각각 하나가 배치되지만, 도 17c의 제 2 광가이드부(160b)는, 디스플레이부(110)의 일측에 각각 다수 개가 배치될 수 있다.
도 18 내지 도 20은 광가이드부의 측면에 배치되는 발광부를 보여주는 단면도이다.
도 18 내지 도 20에 도시된 바와 같이, 광가이드부(160)는, 광플레이트(161)와 다수의 돌기(162)들을 포함할 수 있다.
여기서, 광가이드부(160)의 광플레이트(161)는, 발광부(121)의 광이 내부로 입사되면, 입사된 광을 디스플레이부(110)의 중앙 영역 방향으로 전반사시켜 가이드할 수 있다.
그리고, 다수의 돌기(162)들은, 광플레이트(161)의 상면에 돌출되어, 광플레이트(161)의 내부에 전반사되는 광이 입사되면, 입사된 광을, 광플레이트(161)의 상부 방향으로 확산시킬 수 있다.
따라서, 광가이드부(160)의 광플레이트(161) 측면(161a)은, 발광부(121)의 발광소자(121a)의 광출사면을 마주보도록 배치되고, 발광부(121)의 발광소자(121a)의 광출사면으로부터 일정 간격 떨어져 배치될 수 있다.
그리고, 발광부(121)의 기판(121b)은, 광가이드부(160)의 광플레이트(161) 하부측에 위치할 수 있다.
이어, 발광부(121)의 발광소자(121a)의 두께 t2는, 광가이드부(160)의 광플레이트(161)의 두께 t1와 동일할 수도 있다.
그 이유는, 발광소자(121a)로부터 광가이드부(160)의 광플레이트(161) 내부로 입사되는 광의 손실이 적기 때문이다.
하지만, 경우에 따라, 발광부(121)의 발광소자(121a)의 두께 t2와, 광가이드부(160)의 광플레이트(161)의 두께 t1은, 서로 다를 수도 있다.
또한, 도 18과 같이, 광가이드부(160)의 광플레이트(161) 측면(161a)은, 편평한 평면일 수 있고, 도 19와 같이, 오목한 곡면 형상을 가질 수도 있다.
여기서, 광가이드부(160)의 광플레이트(161) 측면(161a)이 오목한 곡면 형상일 경우, 발광소자(121a)로부터 광가이드부(160)의 광플레이트(161) 내부로 입사되는 광의 손실을 줄일 수 있다.
경우에 따라, 도 20과 같이, 광가이드부(160)의 광플레이트(161) 측면(161a)은, 발광부(121)의 상부를 커버하는 돌출부가 형성될 수 있는데, 돌출부의 외면에는, 반사판(163)이 형성될 수 있다.
여기서, 돌출부의 외면에 반사판(163)을 형성하는 이유는, 발광소자(121a)로부터 광가이드부(160)의 광플레이트(161) 내부로 입사되는 광의 손실을 줄일 수 있기 때문이다.
이때, 발광부(121)의 발광소자(121a)의 두께 t2는, 광가이드부(160)의 광플레이트(161)의 두께보다 더 작을 수 있다.
도 21은 포인터의 모션을 인지하는 모션 인지부를 보여주는 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 22는 모션 인지부를 보여주는 블럭 구성도이다.
도 21 및 도 22에 도시된 바와 같이, 모션 인지부(200)는, 전자 장치(100)의 디스플레이부와 이격되게 위치한 포인터(pointer)로부터 반사된 광의 광량을 검출하고, 검출된 광의 광량을 기초로 포인터의 모션(motion)을 추출하고, 추출된 모션에 대응되는 동작을 수행할 수 있다.
여기서, 모션 인지부(200)는, 수광부로부터 전달받은 전기신호를 기초로 각 광센서 모듈과 포인터 사이의 거리 d를 계산할 수 있다.
통상적으로, 광센서 모듈과 포인터 사이의 거리는, 수광부에서 측정되는 반사된 빛의 광량과 반비례할 수 있다.
따라서, 모션 인지부(200)는, 특정 시점에 각 광센서 모듈과 포인터 사이의 거리를 계산할 때, 특정 시점에 광을 조사한 발광부와 수광부 사이의 거리를 이용할 수 있다.
이때, 모션 인지부(200)는, 일정한 주기별로 발광부와 수광부를 포함하는 각 광센서 모듈과 포인터 사이의 거리정보를 획득할 수 있다.
즉, 베젤 프레임부에 구비된 복수의 광센서 모듈이, 한번씩 동작하여 모든 광센서 모듈과 포인터 사이의 거리정보가 획득될 때, 하나의 주기가 완성될 수 있다.
여기서, 모션 인지부(200)는, 검출부(210), 노이즈 필터부(220), 좌표 계산부(230), 모션 추출부(240) 및 제어부(250)를 포함할 수 있다.
여기서, 검출부(210)는, 수광부를 통해, 포인터로부터 반사된 광의 광량을 검출하고, 노이즈 필터부(220)는, 검출된 광의 광량으로부터, 기 설정된 파장대 이외의 파장대에 속하는 노이즈 광을 제거할 수 있다.
이어, 좌표 계산부(230)는, 노이즈가 제거된 광량을 기초로, 포인터의 X 좌표, Y 좌표, Z 좌표값을 계산하고, 모션 추출부(240)는, 포인터의 좌표에 따라, 저장부(260)로부터, 기저장된 포인터의 모션을 추출할 수 있다.
그리고, 제어부(250)는, 검출부(210), 노이즈 필터부(220), 좌표 계산부(230) 및 모션 추출부(240)를 제어하고, 추출된 모션에 대응되는 동작을 수행할 수 있다.
이와 같이, 구성되는 본 발명은, 광분리부 또는 광가이드부를 배치하여, 데드존 없이, 포인터의 2D 및 3D 터치를 정확하고 정밀하게 감지할 수 있다.
또한, 본 발명은, 발광부의 광을 확산시켜 넓은 터치 영역을 제공하므로, 원거리에 위치하는 포인터의 모션도 정밀하고 정확하게 추출하여 그에 상응하는 동작을 정확하게 수행할 수 있다.
따라서, 작은 포인터 모션일지라고, 쉽고 정확하게 인지할 수 있으므로, 전자 장치의 신뢰성이 향상될 수 있다.
도 23 및 도 24는 본 발명에 따른 전자장치의 제어방법을 설명하기 위한 전자장치의 일실시예를 보여주는 도면이다.
도 23 및 도 24에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치는, 디스플레이부(110), 베젤 프레임부(140), 다수의 발광부(121)들, 다수의 수광부(122)들, 광분리부(130), 구동제어부(미도시) 및 모션 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.
여기서, 베젤 프레임부(140)는, 디스플레이부(110)의 둘레에 배치되고, 다수의 발광부(121)들은, 베젤 프레임부(140)에 제 1 간격으로 배치되며, 다수의 수광부(122)들은, 베젤 프레임부(140)에 제 2 간격으로 배치될 수 있다.
그리고, 광분리부(130)는, 발광부(121)로부터 발생되는 광의 진행 방향에 위치하고, 발광부(121)로부터 입사되는 광을, 2D 터치 감지를 위한 제 1 광(151)과 3D 터치 감지를 위한 제 2 광(152)으로 분리할 수 있다.
이어, 구동제어부(미도시)는, 다수의 발광부(121)들을, 기설정된 시간 간격에 따라, 순차적으로 동작시킬 수 있다.
여기서, 구동제어부는, 다수의 발광부(121)들이 배치된 순서에 따라, 시계방향 또는 반시계방향으로 순차적으로 동작시킬 수 있다.
이때, 구동제어부는, 다수의 발광부(121)들을, 약 10 - 99 마이크로세컨드(㎲)의 시간 간격으로 동작시킬 수 있다.
그 이유는, 시간 간격이 너무 길면, 포인터 좌표 계산이 늦어, 터치 인식이 정밀하지 못하고, 시간 간격이 너무 빠르면, 빠르게 포인터의 좌표를 계산할 수 있는 회로 설계가 더 추가되어야 하므로, 비용이 증가할 수 있다.
다음, 모션 인지부(미도시)는, 제 1 광(151)의 광량을 검출 및 보간하여 수평 좌표를 계산하고, 소정의 포인터(pointer)에 반사된 제 2 광(152)의 광량을 검출하여 공간 좌표를 계산하며, 검출된 광의 광량을 기초로 포인터의 모션(motion)을 추출하고, 추출된 모션에 대응되는 동작을 수행할 수 있다.
여기서, 모션 인지부는, 수광부(122)를 통해, 포인터로부터 반사된 광의 광량을 검출하는 검출부와, 검출된 광의 광량으로부터, 기 설정된 파장대 이외의 파장대에 속하는 노이즈 광을 제거하는 노이즈 제거부와, 노이즈가 제거된 광량을 기초로, 포인터의 X 좌표, Y 좌표, Z 좌표값을 계산하는 좌표 계산부와, 포인터의 좌표에 따라, 포인터의 모션을 추출하는 모션 추출부와, 검출부, 노이즈 제거부, 좌표 계산부 및 모션 추출부를 제어하고, 추출된 모션에 대응되는 동작을 수행하는 제어부를 포함할 수 있다.
이때, 좌표 계산부는, 제 1 광(151)의 광량을 검출 및 보간하여 수평 좌표를 계산한 후에, 소정의 포인터에 반사된 제 2 광(152)의 광량을 검출하여 공간 좌표를 계산할 수 있다.
경우에 따라, 좌표 계산부는, 소정의 포인터에 반사된 제 2 광(152)의 광량을 검출하여 공간 좌표를 계산한 다음에, 제 1 광(151)의 광량을 검출 및 보간하여 수평 좌표를 계산할 수도 있다.
또한, 좌표 계산부는, 제 1 광(151)의 광량을 보간할 때, 서로 마주보며 위치하는 발광부(121)들로부터 수광된 제 1 광(151)의 광량을 크로스로 보간할 수 있다.
그리고, 수광부(122)는, 발광부(121)의 일측과 디스플레이부(110) 사이에 배열되는 다수의 제 1 수광부(122a)들과, 발광부(121)의 타측에 배열되는 다수의 제 2 수광부(122b)들을 포함할 수있다.
여기서, 서로 인접하는 제 1 수광부(122a)들 사이의 간격은, 발광부(121)들 사이의 제 1 간격보다 더 좁을 수 있다.
그 이유는, 서로 마주보는 발광부(121)들로부터 직사되는 제 1 광(151)을 손실없이 수광할 수 있기 때문이다.
또한, 서로 인접하는 제 2 수광부(122b)들 사이의 간격은, 발광부(121)들 사이의 제 1 간격보다 더 넓을 수도 있다.
그 이유는, 발광부(121)로부터 조사된 제 2 광(152)이 소정의 포인터에 반사되어 되돌아오는 광을 손실없이 수광할 수 있기 때문이다.
따라서, 제 1 수광부(122a)들의 개수는, 제 2 수광부(122b)들의 개수보다 더 많을 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.
그리고, 제 1 수광부(122a)들의 개수는, 발광부(121)들의 개수보다 더 많을 수도 있다.
경우에 따라, 제 1 수광부(122a)들의 일부는, 광분리부(130)에 의해 커버될 수도 있다.
다른 경우로서, 수광부(122)의 상부에는, 특정 파장대의 광을 투과하는 광필터부가 배치될 수도 있다.
이어, 광분리부(130)는, 발광부(121)를 커버하도록 발광부(121) 상부에 배치될 수있는데, 이에 제한되지는 않는다.
이와 같이, 구성되는 전자장치는, 먼저, 구동제어부에 의해, 다수의 발광부(121)들을, 기설정된 시간 간격에 따라, 순차적으로 동작시킬 수 있다.
그리고, 전자장치의 광분리부(130)는, 발광부(121)로부터 입사되는 광을, 2D 터치 감지를 위한 제 1 광(151)과 3D 터치 감지를 위한 제 2 광(152)으로 분리할 수 있다.
이어, 제 1 수광부(122a)는, 2D 터치 감지를 위한 제 1 광(151)을 직사로 수광할 수 있다.
다음, 모션 인지부는, 수광된 제 1 광(151)의 광량을 검출 및 보간하여 수평 좌표를 계산할 수 있다.
그리고, 제 2 수광부(122b)는, 3D 터치 감지를 위한 제 2 광(152)들 중, 소정의 포인터에 반사되는 제 2 광(152)을 수광할 수 있다.
이어, 모션 인지부는, 수광된 제 2 광(152)의 광량을 검출하여 공간 좌표를 계산하여, 검출된 광의 광량을 기초로 포인터의 모션(motion)을 추출하고, 추출된 모션에 대응되는 동작을 수행할 수 있다.
도 25는 수광부에서 감지한 2D 터치 감지를 위한 제 1 광의 광량 데이터를 보여주는 도면으로서, 도 25a는 터치 인식이 없을 때의 광량 데이터를 보여주고, 도 25b는 터치 인식이 있을 때의 광량 데이터를 보여주고 있다.
도 25a에 도시된 바와 같이, 터치 인식이 없을 때, 수광부는, 마주보는 발광부로부터 직사되는 광을 수광하고, 모션 인지부는, 제 1 광의 광량을 계산할 수 있다.
이어, 도 25b에 도시된 바와 같이, 터치 인식이 있으면, A 영역과 같이, 수광부에 수광되는 제 1 광의 광량에 변화가 나타날 수 있다.
여기서, 모션 인지부는, 서로 마주보는 발광부들에 대한 제 1 광의 광량을 크로스로 보간하여 광량 데이터를 계산함으로써, 정밀한 터치도 인식할 수 있다.
일 예로, 도 25b의 광량 데이터는, 약 50mm의 거리에 위치한 포인터의 터치를 인식했을 때의 광량 데이터를 보여주고 있다.
도 26은 수광부에서 감지한 3D 터치 감지를 위한 제 2 광의 광량 데이터를 보여주는 도면으로서, 도 26a는 터치 인식이 없을 때의 광량 데이터를 보여주고, 도 26b는 터치 인식이 있을 때의 광량 데이터를 보여주고 있다.
도 26a에 도시된 바와 같이, 터치 인식이 없을 때, 수광부는, 포인터로부터 반사되는 반사광이 없으므로, 수광되는 광이 없고, 모션 인지부는, 제 2 광의 광량 데이터가 제로로 나타날 수 있다.
이어, 도 26b 및 도 26c에 도시된 바와 같이, 터치 인식이 있으면, B 영역과 같이, 수광부에 반사광이 수광될 수 있다.
여기서, 모션 인지부는, 반사광의 광량을 계산하여, 그 광량을 토대로, 공간상의 좌표를 인식할 수 있다.
즉, 모션 인지부는, 반사광의 광량 데이터를 토대로, 포인터의 크기, 거리 및 위치 등을 계산하여 공간 터치를 인식할 수 있다.
일 예로, 도 26b의 광량 데이터는, 약 7cm의 거리에 위치한 포인터의 터치를 인식했을 때의 광량 데이터를 보여주고 있고, 도 26c의 광량 데이터는, 약 10cm의 거리에 위치한 포인터의 터치를 인식했을 때의 광량 데이터를 보여주고 있다.
도 27은 본 발명에 따른 전자장치의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 27에 도시된 바와 같이, 전자장치의 구동제어부는, 다수의 발광부들을, 기설정된 시간 간격에 따라, 순차적으로 동작시킨다.
즉, 전자장치는, 디스플레이부의 외곽에서, 단일 광을 시분할로 방사할 수 있다.
여기서, 구동제어부는, 다수의 발광부들이 배치된 순서에 따라, 시계방향 또는 반시계방향으로 순차적으로 동작시킬 수 있다.
이때, 구동제어부는, 다수의 발광부들을, 약 10 - 99 마이크로세컨드(㎲)의 시간 간격으로 동작시킬 수 있다.
그 이유는, 시간 간격이 너무 길면, 포인터 좌표 계산이 늦어, 터치 인식이 정밀하지 못하고, 시간 간격이 너무 빠르면, 빠르게 포인터의 좌표를 계산할 수 있는 회로 설계가 더 추가되어야 하므로, 비용이 증가할 수 있기 때문이다.
이어, 전자장치의 광분리부는, 발광부로부터 입사되는 광을, 2D 터치 감지를 위한 제 1 광과 3D 터치 감지를 위한 제 2 광으로 분리할 수 있다.
즉, 전자장치는, 디스플레이부의 외곽에서 방사된 단일 광을 다수의 광으로 분할할 수 있다.
이어, 전자장치의 수광부는, 마주보는 발광부들로부터 2D 터치 감지를 위한 제 1 광을 직사로 수광할 수 있다.
즉, 전자장치는, 분할된 광들 중, 디스플레이부와 수평으로 입사되는 광을 직사로 수광할 수 있다.
다음, 전자장치의 모션 인지부는, 수광된 제 1 광의 광량을 검출 및 보간하여 수평 좌표를 계산할 수 있다.
여기서, 제 1 광의 광량을 보간할 때, 서로 마주보며 위치하는 발광부들로부터 수광된 제 1 광의 광량을 크로스로 보간할 수 있다.
즉, 전자장치는, 수평으로 직사 입사된 광의 양을 크로스로 보간하여 수평의 좌표로 인식할 수 있다.
경우에 따라, 2D 터치 감지를 위한 제 1 광을 직사로 수광할 때, 기 설정된 파장대 이외의 파장대에 속하는 노이즈 광을 제거할 수 있다.
그리고, 전자장치의 수광부는, 3D 터치 감지를 위한 제 2 광들 중, 소정의 포인터에 반사되는 제 2 광을 수광할 수 있다.
즉, 전자장치는, 분할된 광들 중, 디스플레이부와 수평으로 입사되지 않는 광의 반사광을 수광할 수 있다.
경우에 따라, 3D 터치 감지를 위한 제 2 광의 반사광을 수광할 때, 기 설정된 파장대 이외의 파장대에 속하는 노이즈 광을 제거할 수 있다.
이어, 전자장치의 모션 인지부는, 수광된 제 2 광의 광량을 검출하여 공간 좌표를 계산하여, 검출된 광의 광량을 기초로 포인터의 모션(motion)을 추출하고, 추출된 모션에 대응되는 동작을 수행할 수 있다.
즉, 전자장치는, 수광된 반사광의 광량을 기반으로 포인터의 공간상의 위치를 인식할 수 있다.
다음, 전자장치는, 터치 인식 동작에 대한 종료 요청이 있는지를 확인하고, 종료 요청이 있으면, 터치 인식 동작을 종료한다.
만일, 종료 요청이 없으면, 터치 인식 동작을 계속적으로 반복 수행할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은, 발광부로부터 입사되는 광을, 2D 터치 감지를 위한 제 1 광과 3D 터치 감지를 위한 제 2 광으로 분리하는 광분리부 또는 광가이드부를 배치하여, 데드존 없이, 포인터의 2D 및 3D 터치를 정확하고 정밀하게 감지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은, 발광부의 광을 확산시켜 넓은 터치 영역을 제공하므로, 원거리에 위치하는 포인터의 모션도 정밀하고 정확하게 추출하여 그에 상응하는 동작을 정확하게 수행할 수 있는 장점이 있다.
따라서, 작은 포인터 모션일지라고, 쉽고 정확하게 인지할 수 있으므로, 전자 장치의 신뢰성이 향상될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.
100: 전자 장치 110: 디스플레이부
130: 광분리부 140: 베젤 프레임부
121: 발광부 122: 수광부
151: 제 1 광 152: 제 2 광
160: 광가이드부

Claims (20)

  1. 디스플레이부;
    상기 디스플레이부의 둘레를 감싸는 베젤 프레임부;
    상기 베젤 프레임부에 제 1 간격으로 배치되는 다수의 발광부들;
    상기 베젤 프레임부에 제 2 간격으로 배치되는 다수의 수광부들; 상기 발광부로부터 발생되는 광의 진행 방향에 위치하고, 상기 발광부로부터 입사되는 광을, 2D 터치 감지를 위한 제 1 광과 3D 터치 감지를 위한 제 2 광으로 분리하는 광분리부; 및
    상기 다수의 발광부들을 10 내지 99 마이크로 세컨드의 기설정된 시간 간격에 따라 배치 순서대로 동작시키는 구동제어부
    를 포함하고,
    상기 광분리부는,
    상기 발광부로부터 입사되는 광을 투과시키는 입사면과,
    상기 입사면을 투과한 광의 일부를 제 1 방향으로 투과시키고, 상기 입사면을 투과한 광의 다른 일부를 제 2 방향으로 반사시키는 적어도 하나의 분리면을 포함하고,
    상기 광분리부의 입사면과 분리면 사이의 각도는 예각이고,
    상기 2D 터치 감지를 위한 제 1 광의 광량과, 상기 3D 터치 감지를 위한 제 2 광의 광량은 서로 다르되, 상기 제 2 광의 광량은, 상기 제 1 광의 광량보다 더 크고,
    상기 제 1 광은, 상기 디스플레이부의 화면에 대해, 평행한 방향으로 진행되고, 상기 제 2 광은, 상기 디스플레이부의 화면에 대해, 일정 각도로 경사진 방향으로 진행되는 것
    을 특징으로 하는 2D 및 3D 터치 기능을 구비한 전자 장치.
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  7. 제 1 항에 있어서, 상기 광분리부는, 상기 발광부를 커버하도록 상기 발광부 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는 2D 및 3D 터치 기능을 구비한 전자 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 광분리부는, 상기 발광부와 상기 디스플레이부 사이의 영역에 배치되는 특징으로 하는 2D 및 3D 터치 기능을 구비한 전자 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 광분리부는, 상기 디스플레이부의 측면들에, 각각 대응하여 배치되는 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 광분리부를 포함하고,
    상기 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 광분리부는, 서로 일정 간격 떨어져 배치되는 것을 특징으로 하는 2D 및 3D 터치 기능을 구비한 전자 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 광분리부는, 상기 발광부를 커버하도록 상기 발광부 상부에 배치되고,
    상기 제 3, 제 4 광분리부는, 상기 발광부와 상기 디스플레이부 사이의 영역에 배치되는 특징으로 하는 2D 및 3D 터치 기능을 구비한 전자 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 광분리부는, 상기 디스플레이부의 둘레를 감싸도록, 상기 디스플레이부의 측면을 따라, 연속적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 2D 및 3D 터치 기능을 구비한 전자 장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 광분리부는, 상기 입사면을 투과한 광을, 상기 분리면으로 전반사시키는 적어도 하나의 전반사면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2D 및 3D 터치 기능을 구비한 전자 장치.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 광분리부는, 상기 발광부에 접촉되어 상기 발광부의 전면을 커버하는 것을 특징으로 하는 2D 및 3D 터치 기능을 구비한 전자 장치.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 발광부는, 상기 디스플레이부의 가장자리 하부에 중첩되어 배치되는 것을 특징으로 하는 2D 및 3D 터치 기능을 구비한 전자 장치.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 발광부와 상기 디스플레이부는, 서로 다른 선상에 배치되는 것을 특징으로 하는 2D 및 3D 터치 기능을 구비한 전자 장치.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 발광부들 사이의 제 1 간격은, 상기 수광부들 사이의 제 2 간격보다 더 좁은 것을 특징으로 하는 2D 및 3D 터치 기능을 구비한 전자 장치.
  17. 제 1 항에 있어서, 상기 발광부의 개수는, 상기 수광부의 개수보다 더 많은 것을 특징으로 하는 2D 및 3D 터치 기능을 구비한 전자 장치.
  18. 제 1 항에 있어서, 상기 수광부의 상부에는, 특정 파장대의 광을 투과하는 광필터부가 배치되는 것을 특징으로 하는 2D 및 3D 터치 기능을 구비한 전자 장치.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이부와 이격되게 위치한 포인터(pointer)로부터 반사된 광의 광량을 검출하고, 상기 검출된 광의 광량을 기초로 상기 포인터의 모션(motion)을 추출하고, 상기 추출된 모션에 대응되는 동작을 수행하는 모션 인지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2D 및 3D 터치 기능을 구비한 전자 장치.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 모션 인지부는,
    상기 수광부를 통해, 상기 포인터로부터 반사된 광의 광량을 검출하는 검출부;
    상기 검출된 광의 광량으로부터, 기 설정된 파장대 이외의 파장대에 속하는 노이즈 광을 제거하는 노이즈 제거부;
    상기 노이즈가 제거된 광량을 기초로, 상기 포인터의 X 좌표, Y 좌표, Z 좌표값을 계산하는 좌표 계산부;
    상기 포인터의 좌표에 따라, 상기 포인터의 모션을 추출하는 모션 추출부; 그리고,
    상기 검출부, 노이즈 제거부, 좌표 계산부 및 모션 추출부를 제어하고, 상기 추출된 모션에 대응되는 동작을 수행하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 2D 및 3D 터치 기능을 구비한 전자 장치.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100119936A (ko) * 2009-05-04 2010-11-12 삼성전자주식회사 휴대용 단말기의 입력 장치
KR20120120697A (ko) * 2011-04-25 2012-11-02 삼성전자주식회사 멀티터치 및 근접한 오브젝트 센싱 장치, 그리고, 디스플레이 장치
KR20130111910A (ko) * 2012-04-02 2013-10-11 최현환 굴절장치를 이용한 3차원 터치입력장치
KR20130133307A (ko) * 2012-03-11 2013-12-06 네오노드, 인크. 내부전반사를 이용한 광학 터치 스크린

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100119936A (ko) * 2009-05-04 2010-11-12 삼성전자주식회사 휴대용 단말기의 입력 장치
KR20120120697A (ko) * 2011-04-25 2012-11-02 삼성전자주식회사 멀티터치 및 근접한 오브젝트 센싱 장치, 그리고, 디스플레이 장치
KR20130133307A (ko) * 2012-03-11 2013-12-06 네오노드, 인크. 내부전반사를 이용한 광학 터치 스크린
KR20130111910A (ko) * 2012-04-02 2013-10-11 최현환 굴절장치를 이용한 3차원 터치입력장치

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