KR101643638B1 - 곡면터치 디스플레이 장치 - Google Patents

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엘지전자 주식회사
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Abstract

좌우로 휘어진 곡면을 포함하는 디스플레이부; 상기 디스플레이부의 전면 좌우 단부에 종방향으로 나란히 위치하며, 상기 디스플레이부의 중앙을 향해 횡방향으로 사출신호를 출력하는 복수 개의 수직 트랜스미터; 상기 디스플레이부의 전면 좌우 단부에 종방향으로 나란히 위치하며, 상기 사출신호가 상기 디스플레이부 표면에 위치하는 오브젝트에 반사된 반사신호의 세기를 감지하는 복수 개의 수직 리시버; 및 상기 수직 리시버에서 수신된 신호를 분석하여 상기 디스플레이부의 표면에 위치하는 상기 오브젝트의 세로축 좌표를 연산하는 제어부를 포함하는 곡면터치 디스플레이 장치는 정전방식이 아닌 광센서를 이용하여 터치센서를 구현함으로써 정전방식을 곡면에 적용시 발생하는 인식오류 문제를 해소할 수 있다.

Description

곡면터치 디스플레이 장치{CURVED TOUCH DISPLAY DEVICE}
본 발명은 터치기능을 구비한 곡면터치 디스플레이 장치에 관한 것이다.
디스플레이 장치는 이미지 또는 영상과 같은 시각 정보를 사용자에게 제공하며, 종래에 비해 박형화되어 그 활용도가 넓어지고 있다. 디스플레이 장치는 가정에서 사용하는 텔레비젼, 모니터 뿐만 아니라 이동형 단말기에 적용되고 있으며, 더 나아가 차량 및 각종 기계장치의 제어를 위해 디스플레이 장치가 적용된다.
최근에 디스플레이 장치는 단순히 정보를 제공하는 출력장치 기능 뿐만 아니라 전면에 터치센서를 구비하여 입력부로서 기능도 동시에 수행할 수 있어, 각종 버튼을 최소화할 수 있다.
또한 최근은 좌우 단부가 전면으로 돌출되고 중앙이 후면으로 돌출된 곡면 디스플레이가 개발되고 있으며, 곡면 디스플레이는 화면의 몰입도 및 가시성을 증대시켜 고급 사양의 제품으로 출시되고 있다.
본 발명은 곡면의 디스플레이 장치에 터치센서를 적용한 곡면터치 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
좌우로 휘어진 곡면을 포함하는 디스플레이부; 상기 디스플레이부의 전면 좌우 단부에 종방향으로 나란히 위치하며, 상기 디스플레이부의 중앙을 향해 횡방향으로 사출신호를 출력하는 복수 개의 수직 트랜스미터; 상기 디스플레이부의 전면 좌우 단부에 종방향으로 나란히 위치하며, 상기 사출신호가 상기 디스플레이부 표면에 위치하는 오브젝트에 반사된 반사신호의 세기를 감지하는 복수 개의 수직 리시버; 및 상기 수직 리시버에서 수신된 신호를 분석하여 상기 디스플레이부의 표면에 위치하는 상기 오브젝트의 세로축 좌표를 연산하는 제어부를 포함하는 곡면터치 디스플레이 장치를 제공한다.
상기 수신된 반사신호가 기준치 이상인 유효 수직 리시버 중 가장 큰 값을 나타내는 수직 리시버 또는 중간에 위치하는 수직 리시버의 세로축 좌표를 상기 오브젝트의 세로축 좌표로 산출할 수 있다.
상기 복수 개의 수직 트랜스미터는 순차적으로 사출신호를 출력하고, 상기 복수 개의 수직 리시버는 각각의 수직 트랜스미터로부터 출력된 사출신호가 상기 오브젝트에 반사된 반사신호의 세기를 감지하며, 상기 제어부는, 상기 각각의 수직 트랜스미터별로 상기 복수 개의 수직 리시버에서 수신한 반사신호의 세기 분포를 분석하고, 상기 각각의 수직 트랜스미터별로 분석한 반사신호의 세기 분포를 기초로 상기 오브젝트의 세로축 좌표를 산출할 수 있다.
각각의 수직 트랜스미터에서 출력된 사출신호에 상응하는 반사신호가 각각의 수직 리시버에서 감지되는 경우 기 지정된 세로축 좌표를 저장한 메모리를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 메모리에 저장된 세로축 좌표를 이용하여 상기 오브젝트의 세로축 좌표를 산출할 수 있다.
반사신호가 감지된 수직 리시버가 복수개인 경우, 각각의 수직 트랜스미터에서 출력된 사출신호에 상응하는 반사신호를 각각의 수직 리시버에서 감지한 세기 및 복수개의 저장된 가로축 좌표에 대해 보간법(interpolation)을 적용하여 상기 오브젝트의 세로축 좌표를 산출할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 보간법으로 산술평균법을 적용하여 상기 오브젝트의 세로축 좌표를 산출할 수 있다.
상기 제어부는, 출력한 사출신호에 대해 상기 반사신호가 기준치 이상인 수직 리시버가 존재하는 유효 수직 트랜스미터의 개수에 따라 상기 오브젝트의 가로축 좌표를 산출할 수 있다.
상기 유효 수직 트랜스미터의 개수가 많으면, 상기 오브젝트는 가로축으로 상기 수직 트랜스미터에서 거리가 멀고, 상기 유효 수직 트랜스미터의 개수가 적으면, 상기 오브젝트는 상기 수직 트랜스미터에서 거리가 가까운 것으로 상기 오브젝트의 가로축 좌표를 산출할 수 있다.
상기 수직 트랜스미터와 상기 수직 리시버는 교번적으로 배치되고, 상기 수직 트랜스미터 위치할 수 있다.
상기 디스플레이부의 전면 상부 또는 하부에 위치하여 하부 또는 상부을 향해 종방향으로 사출신호를 출력하는 복수 개의 수평 트랜스미터; 및 상기 디스플레이부의 전면 하부 또는 상부에 상기 수평 트랜스미터와 대향하여 배치되며, 상기 수평 트랜스미터에서 사출된 사출신호를 감지하는 복수 개의 수평 리시버를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 수평 리시버에서 수신된 사출신호를 분석하여 상기 디스플레이부의 전면에 위치하는 오브젝트의 가로축 좌표를 연산할 수 있다.
상기 수신된 반사신호가 기준치 이상인 복수개의 유효 수평 리시버 중 가장 작은 값을 나타내는 수평 리시버 또는 중간에 위치하는 수평 리시버의 가로축 좌표를 상기 오브젝트의 가로축 좌표로 산출할 수 있다.
상기 복수 개의 수평 트랜스미터는 순차적으로 신호를 출력하고, 상기 복수 개의 수평 리시버는 각각의 수평 트랜스미터로부터 출력된 사출신호의 세기를 감지하며, 상기 제어부는 상기 각각의 수평 트랜스미터별로 상기 복수 개의 수평 리시버에서 수신한 사출신호의 세기 분포를 분석하고, 상기 각각의 수평 트랜스미터별로 상기 수평 리시버에서 수신한 상기 사출신호의 세기 분포를 기초로, 상기 오브젝트의 가로축 좌표를 산출할 수 있다.
상기 수평 트랜스미터와 상기 수평 리시버는 상기 곡면 디스플레이부의 좌측 일부와 우측 일부에만 위치할 수 있다.
각각의 수평 트랜스미터에서 출력된 사출신호가 각각의 수평 리시버에서 감지되는 경우 기 지정된 가로축 좌표를 저장한 메모리를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 메모리에 저장된 가로축 좌표를 이용하여 상기 오브젝트의 세로축 좌표를 산출할 수 있다.
사출신호가 감지된 수평 리시버가 복수 개인 경우, 각각의 수평 트랜스미터에서 출력된 사출신호를 각각의 수평 리시버에서 감지한 신호세기의 변화 및 복수개의 저장된 가로축 좌표에 대해 보간법(interpolation)을 적용하여 상기 오브젝트의 가로축 좌표를 산출할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 보간법으로 산술평균법을 적용하여 상기 오브젝트의 가로축 좌표를 산출할 수 있다.
본 발명의 곡면터치 디스플레이 장치는 곡면의 디스플레이 장치에서 정전방식이 아닌 광센서를 이용하여 터치센서를 구현함으로써 정전방식을 곡면에 적용시 발생하는 인식오류 문제를 해소할 수 있다.
본 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 발명의 곡면터치 디스플레이 장치의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 곡면터치 디스플레이 장치에서 세로축 좌표를 측정하는 방법의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 곡면터치 디스플레이 장치에서 세로축 좌표를 측정하는 방법의 일 실시예에 따른 측정결과를 도시한 표이다.
도 5는 본 발명의 곡면터치 디스플레이 장치에서 세로축 좌표를 측정하는 방법의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 곡면터치 디스플레이 장치에서 세로축 좌표를 측정하는 방법의 다른 실시예에 따른 측정결과를 도시한 표이다.
도 8은 본 발명의 곡면터치 디스플레이 장치에서 가로축 좌표를 측정하는 방법의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 곡면터치 디스플레이 장치에서 가로축 좌표를 측정하는 방법의 일 실시예에 따른 측정결과를 도시한 표이다.
도 10은 본 발명의 곡면터치 디스플레이 장치에서 가로축 좌표를 측정하는 방법의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 곡면터치 디스플레이 장치에서 가로축 좌표를 측정하는 방법의 다른 실시예에 따른 측정결과를 도시한 표이다.
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.
도 1은 본 발명의 곡면터치 디스플레이 장치(100)의 일 실시예를 도시한 도면이다. 본 발명의 곡면터치 디스플레이 장치(100)는 좌우 단부가 전면으로 돌출되고 중앙부분이 배면방향으로 돌출된 형태로 최근 와이드 디스플레이가 보급되면서 가로방향으로 곡면을 포함하는 디스플레이 장치가 출시되고 있다.
곡면 디스플레이 장치(100)는 화면의 몰입감을 높여주기 때문에 와이드 디스플레이에 적용되고 있으며, 입력기능도 부가하기 위해 곡면 디스플레이 장치(100)에 터치센서를 부가할 수 있다. 다만, 정전방식의 터치센서를 적층하면, 곡면에 적층되므로 TX전극과 RX전극의 배치가 뒤틀리면서 노이즈가 발생하여 정확한 터치입력을 감지하기 어려운 문제가 따른다.
따라서 오작동을 방지하기 위해 본 발명은 전자기파 신호를 출력하는 트랜스미터와 전자기파 신호를 수신하는 리시버를 이용하여 터치센서를 구현한다.
본 발명은 곡면 디스플레이부(150)의 좌우 단부에서 터치입력이 가능하도록 터치센서를 좌우에 배치한다. 도 1에 도시된 바와 같이 좌우에 메뉴 버튼을 배치하면, 좌우 단부 부분만 터치센서를 구비하더라도 곡면터치 디스프레이 장치를 제어할 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 곡면터치 디스플레이 장치(100)에서 세로축 좌표를 측정하는 방법의 일 실시예를 도시한 도면이다. 이하에서는 수평방향으로 곡면을 포함하는 곡면터치 디스플레이 장치(100)를 기초로 설명하며, 상하방향으로 형성된 곡면을 포함하는 곡면터치 디스플레이 장치(100)도 본 발명에 포함된다.
수직방향으로 곡면을 포함하는 곡면터치 디스플레이 장치(100)는 수평방향으로 곡면을 포함하는 곡면터치 디스플레이 장치(100)에서 수평방향이 수직 방향이 되고 수직방향이 수평방향으로 변환되는 것이므로 구체적인 설명은 생략한다.
본 발명의 곡면터치 디스플레이 장치(100)의 수평방향으로 휘어진 디스플레이부(150)와 상기 디스플레이부(150) 전면에 위치하는 터치센서를 포함한다. 터치센서는 복수 개의 수직 트랜스미터(110), 복수 개의 수직 리시버(120), 복수 개의 수평 트랜스미터(130) 그리고 복수 개의 수평 리시버(140)로 구성된다.
수직 트랜스미터(110)는 좌측 또는 우측 단부에서 디스플레이부(150)의 중앙방향을 향해 전자기파 신호를 출력한다. 상기 전자기파 신호의 대표적인 예로 적외선(IR:Infrared Ray)이 있다. 사출한 적외선이 디스플레이부(150) 전면에 위치하는 손가락이나 펜과 같은 사물(이하 '오브젝트(1)'라고 한다)에 닿으면 반사된다. 수직 리시버(120)는 좌측 또는 우측 단부에서 디스플레이부(150) 중앙을 향하도록 배치되며 상기 반사된 전자기파 신호(적외선)을 감지한다.
상기 수직 트랜스미터(110)에서 출력되는 전자기파 신호를 사출신호라하고, 상기 수직 리시버(120)에서 수신하는 전자기파 신호를 반사신호라고 한다. 상기 사출신호를 적외선을 이용하는 경우 수직 트랜스미터(110)는 적외선 LED램프를 이용할 수 있고, 수직 리시버(120)는 광다이오드(Photo Diode)를 이용할 수 있다.
수직 트랜스미터(110)와 수직 리시버(120)는 각각 수직방향으로 일정간격 이격되어 치되며, 도 2에 도시된 바와 같이 수직 트랜스미터(110)와 수직 리시버(120)가 번갈아가며 교번적으로 배치될 수 있다. 이때, 수직 트랜스미터(110)에서 사출된 신호가 직접 수직 리시버(120)에 유입되는 것을 방지하기 위해 수직 트랜스미터(110)와 수직 리시버(120) 사이에 배리어를 더 구비할 수 있다.
수직 트랜스미터(110)에서 출력되는 사출신호는 레이저가 이니므로 도 2에 도시된 바와 같이 퍼지는 형태로 사출된다. 따라서, 하나의 수직 트랜스미터(110)에서 사출된 사출신호는 삼각형 형상의 영역에 위치하는 오브젝트(1)에 의해 사출신호가 반사된다.
도 4는 본 발명의 곡면터치 디스플레이 장치(100)에서 세로축 좌표를 측정하는 방법의 일 실시예에 따른 측정결과를 도시한 표이다. (a)는 디스플레이부(150) 전면에 오브젝트(1)가 위치하지 않는 경우에 수직 리시버(120)에서 감지한 반사신호의 세기이고, (b)는 오브젝트(1)가 위치하는 경우 수직 리시버(120)에서 감지한 반사신호의 세기를 나타낸다.
오브젝트(1)에 사출신호가 닿지 않은 경우 사출신호는 수직 리시버(120)에서 감지할 수 없으므로 (a)와 같이 수직 리시버(120)에서 감지되는 반사신호는 0이 된다. 다만, 사출신호 이외의 적외선이 상기 수직 리시버(120)로 유입되거나, 수직 트랜스미터(110)에서 사출된 신호가 오브젝트(1)가 아닌 공기중에서 산란되거나 디스플레이부(150)에서 산란되어 수직 리시버(120)로 유입되는 경우 상기 수직 리시버(120)에서 감지한 신호의 크기는 0보다 클 수 있다. 특히 곡면을 이루고 있는 바, 디스플레이부에 부딪쳐 반사된 반사신호가 감지될 수 있다.
즉, 노이즈에 의해 실제 반사신호 이외의 적외선이 감지되어 값이 커질 수 있으므로, 일정크기 이상의 적외선이 감지되는 경우에 실제 수직 트랜스미터(110)에서 사출된 적외선이 반사된 반사신호라고 인식하도록 수직 리시버(120)의 기준치를 설정할 수 있다.
(b)와 같이 오브젝트(1)가 디스플레이부(150) 전면에 위치하는 경우 사출신호가 반사되어 수직 리시버(120)에서 수신한 반사신호의 값이 기준치(혹은 0) 이상이 된다. 사출신호 및 반사신호는 삼각형 형상으로 퍼지므로, 수평리시버에서 수신한 신호의 크기는 정규분포곡선을 나타낼 수 있다.
복수개의 수직 리시버(120)가 반사신호를 감지하면 감지된 반사신호의 세기가 가장 큰 수직 리시버(120) 또는 그 중 가운데 위치하는 수직 리시버(120)의 수직좌표를 오브젝트(1)의 수직좌표로 산출할 수 있다.
도 4의 (b)의 경우 2번째 수직 리시버(120)가 신호를 감지하므로, 2번째 수직 리시버(120)와 수평방향으로 나란한 위치에 오브젝트(1)가 위치한다고 판단할 수 있다. 따라서, 2번째 수직 리시버(120)의 세로방향 좌표를 오브젝트(1)의 세로방향 좌표로 산출할 수 있다.
도 2는 단부에서 오브젝트(1)가 멀리 위치하고, 도 3은 단부에서 오브젝트(1)가 가까이 위치하며, 오브젝트(1)와 수직 트랜스미터(110) 및 수직 리시버(120)와의 거리가 도 2에 비해 도 3이 상대적으로 가깝다. 이 경우 기준치 이상의 반사신호가 감지되는 수직 리시버(120)(이하 '유효 수직 리시버(120)'라고 한다)의 개수가 도 2의 경우 도 3보다 많고(A>B), 도 3의 유효 수직 리시버(120)가 수신하는 반사신호의 세기는 도 2에 비해 크다.
따라서, 복수개의 수직 리시버(120) 중 유효 수직 리시버(120)의 개수와 유효 수직 리시버(120)에서 수신한 신호의 세기를 기초로 오브젝트(1)의 가로축 방향 좌표로 산출할 수 있다.
도 5는 본 발명의 곡면터치 디스플레이 장치(100)에서 세로축 좌표를 측정하는 방법의 다른 실시예를 도시한 도면이다. 본 발명의 복수 개의 수직 트랜스미터(110)는 소정의 시차를 두어 순차적으로 사출신호를 출력할 수 있다.
하나의 수직 트랜스미터(110)에서 수백 마이크로 세컨드(㎲)의 시간동안 적외선을 사출하고 다음 수직 트랜스미터(110)에서 적외선을 사출하는 방식으로 복수 개의 트랜스미터 모두에서 빛이 사출되는 시간은 10㎳이하의 시간 내에 모든 수직 트랜스미터(110)가 빛을 사출할 수 있다.
수직 트랜스미터(110)의 개수와 수직 리시버(120)의 개수는 디스플레이부(150)의 크기에 따라 달라질 수 있으나, 본 실시예에서는 1:1의 비율로 7개의 수직 트랜스미터(110)와 7개의 수직 리시버(120)가 구비된 터치센서를 예를 들어 설명하도록 한다.
하나의 수직 트랜스미터(110)가 700㎲동안 적외선을 사출하고, 총 7개의 수직 트랜스미터(110)가 4900㎲를 주기로 사출신호를 출력할 수 있다. 하나의 수직 트랜스미터(110)가 사출신호를 출력하는 700㎲동안 각각의 수직 리시버(120)는 상기 수직 트랜스미터(110)에서 출력된 사출신호가 반사되어 돌아오는 반사신호를 감지한다.
복수개의 수직 리시버(120)가 활성화된 상태를 계속 유지하며 빛을 감지할 수도 있으나, 하나의 수직 트랜스미터(110)가 적외선을 사출하는 동안 순차적으로 활성화되어 반사신호를 감지할 수 있다.
50㎲동안 하나의 수직 리시버(120)가 활성화되고, 50㎲ 이후 다음 수평리시버가 활성화되는 방식으로 100㎲를 주기로 7개의 수직 리시버(120)가 순차적으로 활성화되면, 700㎲ 동안 7개의 수직 리시버(120)가 반사신호를 감지할 수 있다.
오브젝트(1)가 수직 트랜스미터(110)에서 출력되는 사출신호가 닿는 부분에 위치할 수도 있고, 닿지 않는 부분에 위치할 수도 있는 바, 반사신호는 일부 수직 리시버(120)에서 감지될 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 곡면터치 디스플레이 장치(100)에서 세로축 좌표를 측정하는 방법의 다른 실시예에 따른 측정결과를 도시한 표이다. 도 5와 같이 복수 개의 수직 트랜스미터(110)에서 사출신호를 순차적으로 출력한 경우 수직 리시버(120)가 수신한 반사신호를 나타낸 표로 세로축이 복수 개의 수직 트랜스미터(110)를 나타내고 가로축이 복수 개의 수직 리시버(120)를 나타낸다.
오브젝트(1)가 없을 때에는 도 6과 같은 결과가 나타나고, 오브젝트(1)가 존재하면 도 7과 같은 결과가 나타난다. 3번째 수직 트랜스미터(110) 부터 6번째 수직 트랜스미터(110)에서 출력된 사출신호에 대해 2번째 수직 리시버(120)와 3번째 수직 리시버(120)에서 반사신호가 감지된다.
각 수직 트랜스미터(110)와 각 수직 리시버(120) 별로 지정된 세로축 좌표가 있다. 예를 들면, 제1 수직 트랜스미터(110)에서 출력된 사출신호가 제1 수직 리시버(120)에서 감지되면 y축 좌표로 1이 지정되고, 제1 수직 트랜스미터(110)에서 출력된 사출신호가 제2 수직 리시버(120)에서 감지되면 y축 좌표는 41이 지정될 수 있다.
복수개의 수직 리시버(120)에서 반사신호가 감지되는 경우, 각 수직 리시버(120)가 수신한 반사신호의 세기를 이용하여 보간법(Interpolation)을 통해 세로축 좌표를 산출할 수 있다.
보간법이란, 복수개의 변수에 대한 함수값이 존재하는 경우 복수개의 값을 보상하여 하나의 값을 도출하는 것으로, 대표적인 예로 산술평균을 들 수 있다. m번째 수직 트랜스미터(110)에 대한 n번째 수직 리시버(120)와 n+1번째 수직 리시버(120)가 수신한 반사신호 세기변화가 a, b이고, 세로축 좌표가 c, d인경우, (a*c+b*d)/(c+d)와 같은 방법으로 오브젝트(1)의 세로축 좌표를 구할 수 있다.
보간법은 산술평균에 국한되지 않고 다양한 방법이 이용될 수 있다.
다음으로, 수평 트랜스미터(130)와 수평 리시버(140)를 이용하여 오브젝트(1)의 x축 좌표를 산출하는 방법에 대해 도 8 내지 도 12를 참조하여 살펴보도록 한다. 도 8은 본 발명의 곡면터치 디스플레이 장치(100)에서 가로축 좌표를 측정하는 방법의 일 실시예를 도시한 도면로서, 도 8을 참조하면 복수개의 수평 트랜스미터(130)가 디스플레이부(150)의 좌우 단부 부분의 상부 또는 하부에 배치된다.
상부에 배치되는 경우 하부를 향해 사출신호를 출력하고, 하부에 배치되는 경우 상부를 향해 사출신호를 출력할 수 있다. 전술한 수직 트랜스미터(110)와 같이 수평 트랜스미터(130)는 LED를 이용하여 적외선을 출력할 수 있고, 수평 리시버(140)는 수직 리시버(120)와 같이 광센서를 이용할 수 있다.
수직 리시버(120)와 달리 수평 리시버(140)는 반사신호를 감지하는 것이 아니라 수평 트랜스미터(130)에서 사출된 빛을 감지하는 것으로, 수직 트랜스미터(110)와 수직 리시버(120)는 같은 방향을 향하도록 배치되나, 수평 트랜스미터(130)와 수평 리시버(140)는 서로 마주보는 형태로 배치된다.
수평 트랜스미터(130)의 개수와 수평 리시버(140)의 개수는 화면의 크기에 따라, 터치영역의 크기에 따라 다르며, 본 실시예에서는 1:2의 비율로 7개의 수평 트랜스미터(130)와 14개의 수직리시버를 배치하여 x축 방향(가로축 방향)의 좌표를 산출할 수 있다.
도 9는 본 발명의 곡면터치 디스플레이 장치(100)에서 가로축 좌표를 측정하는 방법의 일 실시예에 따른 측정결과를 도시한 표로서, (a)는 오브젝트(1)가 존재하지 않는 경우의 수평 리시버(140)가 수신한 사출신호의 세기이고, (b)는 오브젝트(1)가 존재하는 경우 수평 리시버(140)가 수신한 사출신호의 세기를 나타낸다.
제1 수평 리시버(140) 내지 제4 수평 리시버(140)에서 수신한 사출신호의 세기가 작아진다. 즉 디스플레이부(150) 상에 오브젝트(1)가 위치하여 수평 트랜스미터(130)에서 사출한 사출신호가 오브젝트(1)에 의해 방해되어 도달하는 사출신호의 세기가 작아진다.
복수개의 수평 리시버(140)에서 수신된 사출신호의 세기가 작아진 경우, 각 수평 리시버(140)에서 수신한 신호의 세기와 각 수평 리시버(140)에 대응되는 가로축 좌표에 대해 보간법을 적용하여 오브젝트(1)의 가로축 좌표를 산출할 수 있다. 보간법의 예로 산술평균 또는 중간값의 좌표를 가로축 좌표로 산출할 수 있다.
도 10은 본 발명의 곡면터치 디스플레이 장치(100)에서 가로축 좌표를 측정하는 방법의 다른 실시예를 도시한 도면이다. 복수 개의 수평 트랜스미터(130)는 소정의 시차를 두어 순차적으로 사출신호를 출력할 수 있다.
하나의 수직 트랜스민터에서 수백 마이크로 세컨드(㎲)의 시간동안 적외선을 사출하고 다음 수평 트랜스미터(130)에서 적외선을 사출하는 방식으로 복수 개의 트랜스미터 모두에서 빛이 사출되는 시간은 10㎳이하의 시간 내에 모든 수평 트랜스미터(130)가 빛을 사출할 수 있다.
7개의 수평 트랜스미터(130)와 14개의 수평 리시버(140)를 이용하여 가로축 좌표를 산출하는 실시예에 대해 설명하면, 하나의 수평 트랜스미터(130)가 사출신호를 출력하는 동안 각각의 수평 리시버(140)는 상기 수평 트랜스미터(130)에서 출력된 사출신호를 감지한다. 전술한 수직 트랜스미터(110)와 수직 리시버(120)와 같은 방식으로 작동할 수 있으며, 이미 설명한 내용과 중복되는 바, 구체적인 설명은 생략한다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 곡면터치 디스플레이 장치(100)에서 가로축 좌표를 측정하는 방법의 다른 실시예에 따른 측정결과를 도시한 표이다. 도 10에서 설명한 방식에 따라, 복수개의 수평 트랜스미터(130)가 순차적으로 사출신호를 출력시, 각각의 수평 리시버(140)가 수신한 사출신호를 나타낸 표로서, 오브젝트(1)가 디스플레이부(150) 상에 존재하지 않는 경우 도 11과 같이 나타나고, 오브젝트(1)가 디스플레이부(150) 상에 존재하는 경우 도 12와 같이 나타난다.
하나의 수평 트랜스미터(130)에서 출력된 사출신호는 부채꼴로 퍼지면서 복수개의 수평 리시버(140)에서 사출신호를 감지할 수 있어, 도 11에 도시된 바와 같이 표 상에서 대각선 부분만 사출신호 값이 나타난다.
도 12는 도 11과 비교시, 제1 수평 트랜스미터(130)와 제2 수평 트랜스미터(130)에서 출력된 사출신호에 대해 제1 수평 리시버(140) 내지 제3 수평 리시버(140)의 값이 변화하였다.
전술한 수직 트랜스미터(110)와 수직 트랜스미터(110)에서 세로축 좌표를 구하는 방식과 같이 각 수평 트랜스미터(130)에서 출력된 사출신호에 대해 각 수평 리시버(140)가 감지한 경우 각각 지정된 가로축 좌표가 메모리에 저장되어 있을 수 있다.
상기 지정된 가로축 좌표값을 이용하여 보간법을 이용해 가로축 좌표를 구할 수 있다. p번째 수평 트랜스미터(130)에서 출력된 신호에 대해 q번째 수평 리시버(140)와 q+1번째 수평 리시버(140)에서 신호를 감지한 경우, 감지한 신호의 세기변화는 e, f라 하고, 지정된 세로축 좌표는 g, h라 하면, (e*g+f*h)/(g+h)와 같은 방법으로 오브젝트(1)의 가로축 좌표를 구할 수 있다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
100: 곡면터치 디스플레이 장치
110: 수직 트랜스미터
120: 수직 리시버
130: 수평 트랜스미터
140: 수평 리시버
150: 디스플레이부

Claims (16)

  1. 좌우로 휘어진 곡면을 포함하는 디스플레이부;
    상기 디스플레이부의 전면 좌우 단부에 종방향으로 나란히 위치하며, 상기 디스플레이부의 중앙을 향해 횡방향으로 사출신호를 출력하는 복수 개의 수직 트랜스미터;
    상기 디스플레이부의 전면 좌우 단부에 종방향으로 나란히 위치하며, 상기 사출신호가 상기 디스플레이부 표면에 위치하는 오브젝트에 반사된 반사신호의 세기를 감지하는 복수 개의 수직 리시버;
    상기 수직 트랜스미터와 상기 수직 리시버 사이에 위치하는 배리어;및
    상기 수직 리시버에서 수신된 신호를 분석하여 상기 디스플레이부의 표면에 위치하는 상기 오브젝트의 세로축 좌표를 연산하는 제어부를 포함하고,
    상기 수직 트랜스미터와 상기 수직 리시버는 교번적으로 배치되며,
    상기 제어부는,
    출력한 사출신호에 대해 상기 반사신호가 기준치 이상인 수직 리시버가 존재하는 유효 수직 리시버의 개수 또는 상기 유효 수직 리시버에서 수신한 반사신호의 세기 중 적어도 하나에 따라 상기 오브젝트의 가로축 좌표를 산출하는 곡면터치 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수신된 반사신호가 기준치 이상인 유효 수직 리시버 중 가장 큰 값을 나타내는 수직 리시버 또는 중간에 위치하는 수직 리시버의 세로축 좌표를 상기 오브젝트의 세로축 좌표로 산출하는 것을 특징으로 하는 곡면터치 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 수직 트랜스미터는 순차적으로 사출신호를 출력하고,
    상기 복수 개의 수직 리시버는 각각의 수직 트랜스미터로부터 출력된 사출신호가 상기 오브젝트에 반사된 반사신호의 세기를 감지하며,
    상기 제어부는,
    상기 각각의 수직 트랜스미터별로 상기 복수 개의 수직 리시버에서 수신한 반사신호의 세기 분포를 분석하고,
    상기 각각의 수직 트랜스미터별로 분석한 반사신호의 세기 분포를 기초로 상기 오브젝트의 세로축 좌표를 산출하는 것을 특징으로 하는 곡면터치 디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    각각의 수직 트랜스미터에서 출력된 사출신호에 상응하는 반사신호가 각각의 수직 리시버에서 감지되는 경우 기 지정된 세로축 좌표를 저장한 메모리를 더 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 메모리에 저장된 세로축 좌표를 이용하여 상기 오브젝트의 세로축 좌표를 산출하는 것을 특징으로 하는 곡면터치 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    반사신호가 감지된 수직 리시버가 복수개인 경우,
    각각의 수직 트랜스미터에서 출력된 사출신호에 상응하는 반사신호를 각각의 수직 리시버에서 감지한 세기 및 복수개의 저장된 가로축 좌표에 대해 보간법(interpolation)을 적용하여 상기 오브젝트의 세로축 좌표를 산출하는 것을 특징으로 하는 곡면터치 디스플레이 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    산술평균법을 적용하여 상기 오브젝트의 세로축 좌표를 산출하는 것을 특징으로 하는 곡면터치 디스플레이 장치.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 유효 수직 리시버의 개수가 많으면, 상기 오브젝트는 가로축으로 상기 수직 트랜스미터에서 거리가 멀고,
    상기 유효 수직 리시버의 개수가 적으면, 상기 오브젝트는 상기 수직 트랜스미터에서 거리가 가까운 것으로 상기 오브젝트의 가로축 좌표를 산출하는 것을 특징으로 하는 곡면터치 디스플레이 장치.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이부의 전면 상부 또는 하부에 위치하여 하부 또는 상부을 향해 종방향으로 사출신호를 출력하는 복수 개의 수평 트랜스미터; 및
    상기 디스플레이부의 전면 하부 또는 상부에 상기 수평 트랜스미터와 대향하여 배치되며, 상기 수평 트랜스미터에서 사출된 사출신호를 감지하는 복수 개의 수평 리시버를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 수평 리시버에서 수신된 사출신호를 분석하여 상기 디스플레이부의 전면에 위치하는 오브젝트의 가로축 좌표를 연산하는 것을 특징으로 하는 곡면터치 디스플레이 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 수신된 반사신호가 기준치 이상인 복수개의 유효 수평 리시버 중 가장 작은 값을 나타내는 수평 리시버 또는 중간에 위치하는 수평 리시버의 가로축 좌표를 상기 오브젝트의 가로축 좌표로 산출하는 것을 특징으로 하는 곡면터치 디스플레이 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 복수 개의 수평 트랜스미터는 순차적으로 신호를 출력하고,
    상기 복수 개의 수평 리시버는 각각의 수평 트랜스미터로부터 출력된 사출신호의 세기를 감지하며,
    상기 제어부는
    상기 각각의 수평 트랜스미터별로 상기 복수 개의 수평 리시버에서 수신한 사출신호의 세기 분포를 분석하고,
    상기 각각의 수평 트랜스미터별로 상기 수평 리시버에서 수신한 상기 사출신호의 세기 분포를 기초로, 상기 오브젝트의 가로축 좌표를 산출하는 것을 특징으로 하는 곡면터치 디스플레이 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 수평 트랜스미터와 상기 수평 리시버는 상기 디스플레이부의 좌측 일부와 우측 일부에만 위치하는 것을 특징으로 하는 곡면터치 디스플레이 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    각각의 수평 트랜스미터에서 출력된 사출신호가 각각의 수평 리시버에서 감지되는 경우 기 지정된 가로축 좌표를 저장한 메모리를 더 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 메모리에 저장된 가로축 좌표를 이용하여 상기 오브젝트의 세로축 좌표를 산출하는 것을 특징으로 하는 곡면터치 디스플레이 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    사출신호가 감지된 수평 리시버가 복수개인 경우,
    각각의 수평 트랜스미터에서 출력된 사출신호를 각각의 수평 리시버에서 감지한 신호세기의 변화 및 복수개의 저장된 가로축 좌표에 대해 보간법(interpolation)을 적용하여 상기 오브젝트의 가로축 좌표를 산출하는 것을 특징으로 하는 곡면터치 디스플레이 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제어부는,
    산술평균법을 적용하여 상기 오브젝트의 가로축 좌표를 산출하는 것을 특징으로 하는 곡면터치 디스플레이 장치.
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