KR101656538B1 - 데이터 처리 장치를 위한 조종면 - Google Patents

Abstract

본 발명은 데이터 처리 장치를 위해 광학적 신호를 기반으로 하는 조종면에 관한 것으로, 상기 조종면은 평면 광도파로의 구조를 가지고, 상기 광도파로에는 광전 센서가 설치되며, 상기 광전 센서에서 측정된 신호로부터 상기 조종면에 도달하는 광 신호의 위치가 추론되고, 이러한 위치에는 데이터 처리 장치의 작업 마크가 부속한다. 평면 광도파로의 적어도 하나의 층(1.1)과 접촉한 상태에서, 빛발광 특성을 가진 층(1.2)이 연장된다. 조종면상에 도달하는 광빔(5.1)의 광은 빛발광에 의해 더 장파의 광으로 변환되고, 이러한 장파의 광은 도파로에 커플링되며, 상기 도파로에서 확산되고, 광전 센서(1.3)에 의해 측정된다.

Description

데이터 처리 장치를 위한 조종면{CONTROL SURFACE FOR A DATA PROCESSING SYSTEM}

본 발명은 광학적 신호를 기반으로 하는, 데이터 처리 장치용 조종면 및 이러한 조종면의 구동 방법에 관한 것이다.

일부 견지에 따른 본 발명은, 조종면을 검출기면으로서 사용하는 것에 관한 것으로, 상기 검출기면은 가요적 포락면으로서 몸체의 둘레 또는 몸체측에 배치될 수 있어 몸체가 발광 포인터에 의해 적중되는 가의 여부 및 어디에서 적중되는 가를 검출한다.

US 2007/0176165 A1은 도달하는 광 스폿을 위해 감광성 유기 반도체계인 평면 구조 위치 검출기 구성을 제시한다. 평면 구조의 검출기는 단일의 대면적 센서셀(sensor cell)을 형성한다. 이러한 검출기는 복수 개의 층들로 구성되며, 이러한 층들 중 적어도 하나의 층은 광 활성이다. 위치 검출기는 상기 검출기의 테두리에서 서로 이격되어 있는 연결 전극을 구비하고, 이러한 연결 전극을 이용하여 전기적 신호가 추출될 수 있으며, 상기 신호로부터 광빔의 도달 위치가 추론된다. 나란히 배치된 다수의 개별 감광셀을 포함하는 구성에 비해, 상기 장치는 비용이 더 효과적이고 간단한 구성을 가지긴 하나, 해상도가 낮다.

US 2007 0152985 A1에서는 평면 광도파로로서 형성된 광학적 터치 패드가 소개되어 있다. 터치 패드의 도파로와 접촉되어 있는 물체는, 광을 외부의 소스로부터 상기 물체의 표면에서의 분산에 의해 터치 패드의 도파로로 커플링시킨다. 커플링되는 위치를 검출하는 것은 상세히 기술되지 않은 광전 검출기(photoelectric detector)를 이용한다.

문헌 DE 42 39 389 A1, EP 354 996 A2, EP 225 625 A2는 광학적 위치 측정 장치를 기술하며, 이러한 장치들의 경우 광도파면에서 또는 광도파면안에서 형광 분자가 배치되고, 형광 분자는 외부로부터 도달하는 광을 더 장파의 확산 산란성 광으로 변환하며, 이러한 장파의 광은 광도파면에서 상기 면의 테두리로 안내되며, 이곳에서 그 세기가 센서에 의해 감지되거나, 도광부에 의해 안내되는 다른 위치에서 비로소 감지된다. 측정된 광의 세기는 광빔의 도달점과 멀어지면서 감소하므로, 복수 개의 센서로부터 얻은 측정 결과를 조합하면 광빔의 도달점을 추론할 수 있다. 앞서 기술한 방법, 즉 도달된 광을 도파로에서의 변환 없이 센서로 안내하는 방법에 비해, 광빔이 면에 도달할 때의 각도에 신호가 덜 의존한다는 이점이 있다. 상기 문헌에서는 데이터 처리 장치의 입력 장치를 위해 이러한 원칙을 적용하는 것에 대하여 고려하지 않는다. 면적이 더 클 경우, 위치 해상도는 충분히 양호하지 않은데, 상기 문헌들에서는 검출기가 일반적으로 도파로의 테두리에 설치되기 때문이다.

오늘날, 물체의 둘레 또는 물체측에서 가요적 포락면으로서 배치되는 광학적 검출기면으로서 조종면이 사용되는 가장 중요한 응용예는 전쟁 시뮬레이션 또는 전쟁게임에서 명중타를 검출하는 것으로, 이러한 시뮬레이션 또는 게임에서는 가령 색소 또는 연성 발포 고무볼(foam rubber ball)과 같은 물질을 발사하는 총기 시뮬레이션 장치의 위치에 발광 장치가 장착되고, 이러한 발광 장치는 집속된 광 임펄스를 내보낸다.

총기와 유사한 장치를 이용하여 발사체의 위치에서 잘 지워지며 무해한 색 얼룩이 쏘아지는 공지된 전쟁 게임 "Paintball" 외에도, 외관 및 조작 방식이 총과 유사한 장치를 이용하여 짧은 레이저광 임펄스를 방출하는 전쟁 게임이 많이 있다. 게임의 관점에서 명중될 수 있는 참여자는 수 센티미터만큼 이격된 그리드(grid)에서 광전 센서로서 사용된 포토다이오드들이 설치되어 있는 의상을 착용한다. 상기 포토다이오드는 앞서 말한 레이저 임펄스의 도달점을 검출한다. 사람에게서 개별 포토다이오드의 위치는 데이터 처리 장치에 기록된다. 레이저 임펄스가 포토다이오드에 도달하면, 신호가 동기되고(triggered) 데이터 처리 장치에 송출됨으로써, 신체의 특정한 위치에 관련 포토다이오드를 단 사람은 상기 신체 위치에서 적중된 것으로 데이터 처리 장치에 기록된다.

이때의 단점은, 이제까지 비용 및 취급상의 이유로 참여자는 광전 센서를 광범위하게 장착할 수 없었고, 상대적으로 띄엄띄엄 구성된 그리드로만 장착한다는 것이다. 그러므로, 적중자가 확실하게 검출되기 위해서는, 레이저를 통해 방출되는 광빔의 횡단면 치수가 적어도, 개별 포토다이오드들간의 그리드 간격에 상응해야 한다. 이로써 레이저의 설비 시 구성적인 문제가 발생한다. 또한, 센서가 매우 조밀하게 배치된 경우에만 적중 위치가 정확하게 평가될 수 있어서, 이러한 의상을 위한 비용이 과도하게 상승한다. 센서가 띄엄띄엄 배치되는 경우, 광빔이 상당히 확산되어야 하므로, 경우에 따라서 목표 인물의 바로 옆이 적중되었음에도 불구하고 적중했다고 표시된다.

본 발명의 과제는, 데이터 처리 장치를 위한 조종 장치 구성을 제공하는 것으로, 이때 조종면상에 광빔이 보내지고, 조종면상에서의 광빔의 도달점에 의존하여 데이터 처리 장치가 영향을 받으며, 예를 들면 도달점에는 메뉴 또는 가상의 쓰기페이지 또는 표시페이지에서의 커서 위치가 부속하면서 그러하다. 이러한 원칙을 구현하는 선행 공지된 조종 장치에 비해, 본 발명에 따라서 제조되는 조종 장치는 더욱 간단하고 비용 효과적인 구성을 가지면서 더 큰 조종면, 예를 들면 영사 스크린에 적용될 수 있으며, 그럼에도 불구하고 매우 양호한 절대적 위치 해상도를 가질 수 있다.

중요한 일부 견지에 따른 본 발명의 과제는, 검출기면으로서 역할하는 조종면을 제공하는 것으로, 상기 검출기면은 가요적 포락면으로서 물체의 둘레에 배치될 수 있고 데이터 처리 장치를 위해 필요할 수 있는 방식으로, 광빔이 물체에 도달하는 가의 여부, 그리고 어디에 도달하는 가를 검출할 수 있다. 그리드형으로 서로 이격되어 배치된 "점형" 광전 센서 부재들로 이루어진 선행 공지된 장치와 달리, 제조될 검출기면은 더욱 간단하고 비용 효과적인 구성을 가지면서 적어도 거의 빈틈없이 감광성일 수 있다.

과제의 해결을 위해, 조종면이 가요적 광도파로로서 형성되는 것이 제안되는데, 상기 광도파로에 빛발광(photoluminescence) 입자가 삽입되어 있으며, 상기 광도파로는 일 측에서 상기 조종면상에 걸쳐 분포 배치된 작은 면적의 광전 센서들을 복수 개로 포함하고, 상기 센서들은 도파 모드로부터의 광을 아웃커플링시키고 검출하여, 각각의 위치에서 아웃커플링된 광의 세기에 따라 전기적 신호가 생성된다.

예를 들면 색소 분자 또는 반도체 나노 입자와 같은 빛발광 입자에 의해, 외부로부터 도달하는 광은 더 긴 파장을 가진 산란된 광으로 변환된다. 이러한 광은 대부분 도파로에 커플링되며 그 안에서 확산된다. 광이 도파로에서 확산되고 또한 도파로에서의 광 안내가 손실과 연관되므로, 도파로에서의 광 세기는 광의 방출원으로부터 멀어질수록, 즉 냉광이 시작되는 지점으로부터 멀어질수록 감소하고, 따라서 각각의 센서에서 생성되는 전기적 신호도 감소한다. 광도파로에서 복수 개의 센서들이 서로 간격을 두어 배치되면, 개별 센서들에서 측정된 신호 세기 비율로부터 데이터 기술적으로 자동화될 수 있는 수학적 방법을 이용하여 조종면상에서 상기 냉광을 동기시키는 광빔의 도달 위치가 추론될 수 있다.

본 발명에 따른 조종면을 구현하기 위해서는 2개의 원칙적 방식 - 이 둘은 서로 조합될 수 있다 - 으로 구분할 수 있다:

제1원칙에 따르면, 전체의 조종면은 다수의 개별적인 작은 평면 광도파로로 형성될 수 있고, 상기 광도파로들은 기하학적으로 서로 인접하긴 하나 도파(wave guiding)와 관련하여 서로 분리되어 있다. 각각의 광도파로는 정확히 하나의 광전 센서를 구비한다. 광전 센서는 각각의 광도파로가 광빔에 의해 적중되었는가의 여부만을 확인한다. 광전 센서는 광도파로의 어느 부분면에서 정확히 관련 부분 조종면이 적중되었는가에 대한 정보가 필요하지 않고, 이 정보를 전달할 수 없다.

제2원칙에 따르면, 전체의 검출기면은 단일의 연속적 광도파로로서 구현될 수 있다. 이러한 광도파로는 그리드 간격으로 다수의 작은 면적의 광전 센서를 포함한다. 개별 센서가 도파로에서 각각의 광 커플링지점에 얼마나 가까운가에 따라 측정된 신호 세기가 상당히 상이하다. 따라서, 도파로상에서 그 위치를 알 수 있는 복수 개의 센서들의 진폭으로부터 커플링 지점이 추론될 수 있다.

제1원칙은 고정 원칙으로서, 더욱 간단한 평가 전자 장치 및 더욱 간단한 데이터 처리를 가능하게 한다. 제2원칙에 따르면, 비용 증대 없이 더 정밀한 해상도를 얻을 수 있다.

두 원칙의 조합은, 전체의 조종면이 복수 개의 평면 광도파로로 분할되고, 이러한 광도파로 중 적어도 대부분의 광도파로는 더 정밀한 해상도를 목적으로 1개보다 많은 수의 센서를 구비하는 것에 있다. 이러한 점은 예를 들면 기계적 내구성을 더욱 강화하고, 형성 가능성을 더욱 간단히 할 수 있다.

예를 들면 빛발광 입자의 선택에 의해서 도달한 광의 특정한 좁은 스펙트럼만이 주로 냉광을 동기시키도록 조절될 수 있고, 이때 정확히 상기 스펙트럼 영역에서 강하게 발광하는 광 포인터가 사용되므로, 장치는 주변광에 대해 매우 양호하게 둔감해질 수 있다. 광도파로에서 안내된 광이 조종면의 두 개의 큰 표면측 중 하나의 표면측에서 탐지되고, 임의적으로 조종면의 전방측 영역에서 탐지되면서, 장치는 예를 들면 영사 스크린과 같이 매우 대면적인 실시예에서도, 상기 장치가 적합한 좁은 측정점 그리드로만 덮이는 경우에 매우 양호한 절대적 위치 해상도를 가질 수 있다.

본 발명에 따른 조종면은 3개의 도면으로 도시되어 있다.

도 1은 본 발명에 따른 조종면과 관련하여 제2원칙의 실질적 요소를 개략적으로 도시하며, 조종면 자체는 횡단면도상에서 정확한 치수로 도시되어 있지 않으며, 광빔은 점선으로 표시되어 있다.
도 2는 본 발명에 따른 조종면의 유리한 이용 방식을 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 조종면이 터치패드로서 사용될 수 있는 가능한 예를 포함하여 상기 조종면의 유리한 발전예를 도시한다.

층(1.2)에서 예를 들면 색소 분자 또는 반도체 나노 입자와 같은 빛발광 입자에 의해, 외부로부터 도달하는 광은 더 긴 파장을 가진 산란된 광으로 변환된다. 이러한 광은 대부분 도파로로 커플링되고, 그 안에서 확산된다.

광이 도파로에서 확산되고, 또한 도파로에서의 광 안내가 손실과 연관되므로, 도파로에서의 광 세기는 광의 방출원, 즉 냉광이 시작되는 지점으로부터 멀어질수록 감소하고, 따라서 각각의 센서에서 생성되는 전기적 신호도 감소한다. 평면 광도파로에 복수 개의 광전 센서가 연결되면, 개별 센서들에서 측정된 신호 세기의 비율로부터 데이터 기술적으로 자동화될 수 있는 수학적 방법을 이용하여, 검출기면상에서 냉광을 동기시키는 광빔의 정확한 도달 위치가 추론될 수 있다.

예를 들면 빛발광 입자의 선택에 의해, 도달한 광의 특정한 좁은 스펙트럼만이 주로 냉광을 동기시키고, 이때 정확히 상기 스펙트럼 영역에서 강하게 발광하는 광포인터가 사용되므로, 장치는 주변광에 매우 양호하게 둔감해질 수 있다. 장치가 적합한 좁은 측정점 그리드에 의해서만 덮이는 경우에, 광도파로에서 안내된 광은 검출기면의 두 개의 큰 표면측 중 하나의 표면측에서 탐지되고, 임의적으로 검출기면의 전방측 영역에서 탐지되면서, 매우 대면적으로 실시된 경우에도 장치가 매우 양호한 절대적 위치 해상도를 포함할 수 있다.

도시된 예에서, 검출기면은 예를 들면 약 0.1 mm 두께를 가진 PET 소재의 2개의 덮개층들(1.1) 및 그 사이에서 라미네이팅된 약 0.001 mm 두께를 가진 층(1.2)으로 구성되고, 상기 층(1.2)은 플라스틱 폴리비닐알콜과 색소 로다민 6G의 균일한 혼합물로 이루어진다. PET층들(1.1)은 그 사이에 위치한 층(1.2)과 함께 광도파로를 형성한다. 층(1.2)은 빛발광성이다. 상기 층은, 일반적으로 상기 층에 도달하는 532 nm 파장의 광에 대한 흡수도가 80%를 초과할만큼 두껍다. (이를 위해 필요한 층 두께는 실험을 통해 산출하는 것이 가장 좋다). 횡단면적이 약 2x2 ㎟인 규소-포토다이오드들(1,3)은 5 cm의 주기 길이를 가지는 정사각형 그리드로 두 개의 PET층들(1.2) 중 하나의 층의 노출된 측에 설치되되, 상기 포토다이오드들이 PET층으로부터 광을 아웃커플링시키고, 상기 포토다이오드의 pn 접합에 광을 커플링시키도록 설치된다. 모든 포토다이오드들(1.3)의 신호는 전기 라인(2.1) 및 주파수 필터(2.2)를 경유하여 데이터 처리 장치(3)에 공급되고, 상기 데이터 처리 장치에서 상기 신호가 측정 및 처리된다.

적합한 스펙트럼을 가진 광스폿이 층(1.2)에 도달하면, 상기 광스폿은 삽입된 입자들에서 냉광을 동기시킨다. 이때 발생하는 장파의 광은, 대부분, 층들(1.1, 1.2)로 형성된 도파로로 커플링된다. 도파 모드에서 광은 도파로에서의 분포 및 감쇄에 의해 약해진다. 그러므로, 광전 센서(1.3)에서는 도파 모드에서의 서로 상이한 광 세기가 측정되고, 냉광을 발생시키는 광의 도달점이 광전 센서로부터 얼마나 멀리 이격되어 있는 가에 따라 상이하다. 다양한 센서들에서의 신호들을 비교함으로써, 도달점의 위치가 추론될 수 있다.

예를 들면 총기 시뮬레이션 기계 또는 레이저 포인터의 일부일 수 있는 레이저(4)를 이용하여, 파장 532 nm이며 주파수 변조된 녹색 레이저빔(5.1)이 조종면으로 송신되므로, 규정에 따른 신호가 얻어진다. 이를 통해, 조종면상에는 광 스폿(5.2)이 생성되며, 상기 광 스폿은 색소를 여기시켜 발광하도록 한다. 더 큰 파장을 가진 방출된 광(5.3)은 부분적으로는, 층들(1.1, 1.2)로 형성된 도파로에 커플링되고, 이 곳에서 확산되며, 이때 광 스폿(5.2)으로부터의 이격거리가 증가하면서 세기를 상실한다. 레이저빔(5.1)의 도달점과 각각의 포토다이오드 사이의 간격에 의해 각각의 포토 다이오드의 신호는 적게 소실된다. 이러한 점은, 복수 개의 포토다이오드들에 대하여 상대적으로 도달점의 이격 거리를 규정하기 위해 사용된다.

면적 및 필요 해상도에 따라, 조종면상에서 임의적으로 많은 수의 센서들이 실장될 수 있고, 바람직하게는 규칙적 패턴으로 실장될 수 있다. 상기 실장을 위해서, 색소의 방출에 대하여 투명한 경화성 접착제가 사용될 수 있으며, 상기 접착제는 도파로와 센서 사이의 양호한 광학적 접촉을 구현한다. 센서가 더 조밀하게 실장될수록 신호 및 그에 상응하는 소자의 해상도는 동일한 판독 장치에서 더 크다. 색소 도핑된 플라스틱판을 기초로 한 최적화된 도파로를 이용한 실험에서, 정사각형 패턴으로 센서들간의 간격이 12 cm일 때 정확도는 +/-1 mm보다 더 양호한 수치로 얻어질 수 있다.

본 발명에 따른 조종면은 예를 들면 컴퓨터용 표시면으로서 역할하는 영사 스크린상의 층으로서 구현될 수 있다. 레이저 포인터(4)를 이용하여 상기 표시면상에 표시하는 경우, 레이저 포인터(4)의 레이저빔(5.1)이 표시면상에 도달하는 각 점의 좌표가 상기 기술된 방식으로 데이터 처리 장치에 의해 인지된다. 이러한 좌표에는 데이터 처리 장치에서 작동하는 구동 시스템에 의해 커서의 위치가, 즉 그 외의 경우 표시면에서 일반적으로 "마우스"를 이용하여 움직이는 삽입 마크, 쓰기 마크 또는 입력 마크의 위치가 부속할 수 있다.

기술된 조종면은 대면적 실시예의 경우에도 비용 효과적으로 제조될 수 있다. 예를 들면 조종면이 표시면 앞에 배치되어야 하는 경우, 조종면은 그 전체가 가능한 한 투명한 물질로 구성될 수 있다. 이를 위해, 가시적 광 스펙트럼의 테두리 또는 외부에서만 흡수 기능을 하는 색소가 필요하다.

조종면이 그 자체로 영사면으로서 역할해야 하는 경우, 조종면은 예를 들면 부분 투명한 덮개층을 이용하여 외부쪽을 향하여 광학적으로 백색이거나 은색으로 형성될 수 있다. 일반적으로, 조종면은 기계적으로 가요성 구조를 가짐으로써, 상기 조종면은 통상적인 모든 표시면상에 거의 설치될 수 있다. 투명한 표시면의 경우에는 조종면이 표시면의 뒤에 설치될 수 있다.

본 발명에 따른 검출기면은 가요적 층으로서 인간의 의복상에 설치될 수 있다. 레이저(4)를 이용하여 검출기면에 광 임펄스가 보내지면, 레이저(4)의 광 임펄스(5.1)가 표시면상에서 도달하는 지점의 좌표는 기술된 방식으로 데이터 처리 장치에 의해 인지된다.

적중점을 표시하기 위해 발광 포인터의 도달점으로서 주변광이 실수로 해석되지 않아야 하는 문제는 매우 간단히 고려될 수 있다. 한편으로는, 냉광을 동기시키는 광의 스펙트럼 영역이 레이저(4)가 작업하는 스펙트럼 라인의 둘레에 매우 좁게 유지될 수 있다. 다른 한편으로는, 레이저는 주파수 변조된 광을 방출할 수 있다. 즉, 레이저빔(5.1)의 세기는 시간에 따라 특정한 주파수에 따라 편차가 있다. 이러한 주파수는 전기 통신적 수단을 이용하여 포토다이오드(1.3)에 의해 전달된 신호로부터 여과된다. 서로 상이하게 주파수 코딩된 레이저빔이 사용되면서, 주파수 필터의 사용에 의해, 동시에 도달하는 복수 개의 레이저빔을 구분하고, 조종면상에서 상기 레이저빔의 각각의 도달 위치를 인지할 수 있다.

주변광은 조종면상에 설치된 층에 의해 여과 제거될 수 있고, 상기 층은 특정한 스펙트럼 영역의 광만을 투과시킨다.

유리한 발전예에서, 검출기면상에 존재하는 광전 센서들은 전기적 에너지를 생성하기 위해 사용될 수 있고, 전기 에너지는 예를 들면 판독 전자 장치 및 무선 데이터 전송을 위해 활용된다.

도 2에 따른 이용예에서, 본 발명에 따른 조종면(1)상에는 쓰기 가능한 면(7), 예를 들면 1장의 종이 또는 소거 가능한 필름이 놓이고, 그 위에 핀(6)을 이용하여 손으로 쓰거나 표시된다. 핀(6)은 첨두부분에서 색소를 배출할 뿐만 아니라 층(7)상에서 상기 핀이 그의 색소를 배출하는 첨두를 이용하여 접하는 지점의 근방 영역에서 광빔(5.1)(예를 들면 광섬유에 커플링된 발광다이오드에 의해)도 송출한다. 층(7)이 외관상 투명하지 않은 종이라고 하더라도, 투과되는 일부의 광은 그 아래 위치한 조종면(1)에서 상기에 기술된 방식으로 신호들을 생성하기에 전적으로 충분하고, 이러한 신호들에 의해 조종면에서 상기 광의 위치가 검출될 수 있다. 그러므로, 손으로 종이 또는 필름상에 쓰거나 표시하는 일뿐만 아니라 이때 생성된 것을 동시에 이미지 데이터로서, 차후에 사용하거나/사용하고 처리할 목적으로 데이터 처리 장치에 저장하는 것도 간단히 가능해진다. 발광핀만을 이용하여 조종면상에 놓인 그림의 선분을 따라 모사하면서, 기존의 그림으로부터 매우 양호하게 선택적으로 이미지 데이터로 복사될 수 있다.

덧붙여 강조하자면, 광빔(5.1)이 반드시 레이저빔일 필요는 없다. 다만, 광빔(5.1)이 레이저빔인 경우에 매우 유리한 비율이 얻어질 수 있을 뿐인데, 광빔은 그 특성이 매우 정확하게 규정될 수 있고, 광원으로부터의 이격 거리가 매우 큰 경우에도 검출이 간단히 가능하기 때문이다.

도 3에는 본 발명에 따른 조종면(1)이 부가적으로 터치 패드로서 매우 유리하게 응용될 수 있음을 도시하고 있는데, 본 발명에 따른 조종면(1)에 대해 평행하게, 가능한한 상기 조종면과 작은 간격을 가지고 또 다른 평면 도파로(8)가 배치되고, 상기 도파로에서 광(10)은 바람직하게는 전방으로부터 시작하여 커플링된다. 도파로(8)는 발광 특성을 가질 필요가 없다. 예를 들면 손가락 또는 펜(9)의 압력에 의한 기계적 하중에 의해 도파로(8) 및 조종면(1)이 서로 마주하여 가압되는 경우에, 두 면 사이의 접촉 위치에서 광은 도파로(8)로부터 조종면(1)으로 커플링되고, 이때의 광은 이미 앞서서 계속 기술한 바와 같이 냉광을 야기시켜 위치 결정이 가능해진다. 따라서, 매우 정확한 위치 결정 방법이 얻어진다. 도파로(8)에 입력된 광의 주파수 변조에 의해, 장치는 최외부에서 주변광에 대해 민감하지 않게 형성될 수 있다. 그 밖에, 도 3에 따른 구성물은 부가적으로 광 포인터에 의해 제어될 수 있으며, 두 신호는 광원의 서로 다른 주파수 변조에 의해 명백하게 구분될 수 있다.

총기 시뮬레이션 응용의 경우, 이상적으로 센서면이 이동식 전기통신장치에 연결되는 것과 관련된다. 상기 전기 통신 장치는 적중점 평가를 하고 음향 신호 및/또는 광학적 신호에 의해 적중점을 표시한다. 또한, 전기 통신 장치는 일어난 일의 평가를 스크린상에 재현하거나 인터넷을 통해 재현하기 위해 데이터 처리 장치와의 무선 전자 결합을 수용할 수 있다.

다른 유리한 응용예는 검출기면이 예를 들면 조명, 차양 장치, 자동 출입구 또는 자동문, 또는 전자 기기와 같은 다양한 장치를 위한 스위치로서 사용되기 위해, 검출기면이 건물 내부 및 건물 측부의 표면에 실장되는 것이다. 검출기면은 원거리에서 광 포인터에 의해 활성화될 수 있다. 이때의 이점은, 단일의 광 포인터가 다수의 응용물을 위한 보편적 리모콘으로서 활용될 수 있다는 것이다. 어떤 응용물이 어떤 방식으로 스위칭되는 가는 센서면의 배치에 의해 정해진다.

Claims (18)

1. 데이터 처리 장치를 위해 평면 광도파로의 구조를 가지고, 상기 광도파로에는 광전 센서들이 설치되고, 상기 센서에서 측정된 신호들로부터 조종면에 도달하는 광스폿의 위치가 추론되고, 상기 광스폿의 위치에는 상기 데이터 처리 장치에서의 작업 마크가 부속하는 광학적 신호 기반 조종면에 있어서,
   상기 평면 광도파로의 적어도 하나의 층(1.2)은 빛발광 특성을 가지고,
   광전 센서들은 광도파로의 앞면이나 뒷면 전체에 걸쳐 분포하는 그리드 형태로 평면 광도파로에 설치되는 것을 특징으로 하는 조종면.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 조종면에 도달하는 광빔(5.1)은 그 세기가 주파수 변조되고, 상기 광전 센서들(1.3) 다음에는 주파수 필터(2.2)가 배치되며, 상기 주파수 필터의 통과 영역은 상기 광빔의 세기의 변조 주파수가 되도록 조절되는 것을 특징으로 하는 조종면.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 광도파로의 베이스 물질은 투명 폴리머 또는 폴리머 혼합물 또는 투명 엘라스토머로 형성되는 것을 특징으로 하는 조종면.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 광전 센서들은 압력 방법 또는 기화 방법에 의해 상기 광도파로의 표면에 직접 부착되는 것을 특징으로 하는 조종면.
6. 청구항 1에 있어서,
   조종면에 대해 평행하게 평면 도파로(8)가 연장되고, 상기 도파로는 압력에 의해 조종면과 접촉할 수 있고, 광(10)이 외부로부터 상기 도파로로 커플링될 수 있는 것을 특징으로 하는 조종면.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 조종면은 가요적 포락면으로서, 몸체가 발광 포인터에 의해 적중되는 가의 여부 또는 어디서 적중되는 가를 검출하기 위해, 상기 몸체의 둘레에 또는 몸체의 측부에 배치되는 것을 특징으로 하는 조종면.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 조종면은 상기 광도파로에서 기하학적으로 서로 인접한 복수 개의 부분면들로 구성되며, 상기 부분면들은 도파(wave guiding)와 관련하여 서로 분리되는 것을 특징으로 하는 조종면.
9. 삭제
10. 청구항 7에 있어서,
    상기 조종면은 사람의 의상의 일부인 것을 특징으로 하는 조종면.
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 조종면은 기계를 위한 스위치로서 사용되며, 상기 스위치는 광 포인터를 이용하여 원거리에서 조종할 수 있는 것을 특징으로 하는 조종면.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 스위치에 의해 연결되는 장치는 조종면이 그 둘레 또는 측부에 배치된 몸체 자체인 것을 특징으로 하는 조종면.
13. 청구항 11에 있어서,
    상기 스위치에 의해 연결되는 장치는 각각의 몸체에 작용하거나 각각의 몸체에 의해 정보를 생성하거나 전달하며, 상기 몸체의 둘레 또는 상기 몸체의 측부에 상기 조종면이 배치되는 것을 특징으로 하는 조종면.
14. 데이터 처리 장치를 위해 광학적 신호 기반 조종면을 구동하는 방법으로,
    광도파로의 앞면이나 뒷면 전체에 걸쳐 분포하는 그리드 형태로 평면 광도파로에 복수의 광전 센서들을 설치하는 단계;
    평면 광도파로의 층 상에서 빛발광에 의해 조종면에 도달하는 광스폿(5.2)을, 평면 광도파로에서 전파되고 광스폿(5.2)으로부터의 거리가 증가할수록 감쇄되는 장파의 광(5.3)으로 변환하는 단계;
    장파의 광(5.3)을 광도파로로부터 광전 센서들을 통해 아웃커플링하는 단계; 및
    자동화된 산정 방법을 이용하여 광전 센서들 상에서 발생하는 신호로부터 조종면(1) 상에서 광스폿(5.2)의 위치를 추론하는 단계를 포함하는 광학적 신호 기반 조종면 구동 방법.
15. 청구항 14에 있어서,
    상기 광스폿(5.2)은 레이저빔(5.1)에 의해 야기되며, 상기 레이저빔의 세기는 주파수 변조되고, 상기 광전 센서들(1.3)의 출발 신호로부터 상기 레이저빔(5.1)의 변조 주파수를 가진 신호들이 여과에 의해 선별되는 것을 특징으로 하는 광학적 신호 기반 조종면 구동 방법.
16. 청구항 15에 있어서,
    복수 개의 레이저빔(5.1)이 사용되고, 상기 레이저빔은 서로 다른 주파수로 변조되며, 상기 광전 센서들의 출발 신호는 이러한 개별 주파수에 따라 여과되는 것을 특징으로 하는 광학적 신호 기반 조종면 구동 방법.
17. 청구항 14 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조종면에는 쓰기 가능한 층(7)이 배치되고, 상기 층(7)상에는 핀(6)을 이용하여 쓰여지며, 상기 핀은 상기 층(7)상에서 상기 핀이 그 첨두 부분을 이용하여 닿는 지점의 근방 영역에서 광빔을 송출하는 것을 특징으로 하는 광학적 신호 기반 조종면 구동 방법.
18. 청구항 14 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서,
    광(10)이 커플링되는 또 다른 평면 도파로(8)으로부터 광은 상기 조종면(1)으로 커플링되되, 상기 도파로(8)가 외부에 인가된 기계적 하중에 의해 상기 조종면과 접촉하면서 커플링되는 것을 특징으로 하는 광학적 신호 기반 조종면 구동 방법.

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