KR101706236B1 - 광학 센싱 유닛을 이용한 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코너부의 광효율을 증가시켜 정확한 터치 지점을 인식할 수 있는 광학 센싱 유닛을 이용한 표시 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 광학 센싱 유닛을 이용한 표시장치는 적외선을 발광하고, 적외선의 변화를 센싱하는 다수의 적외선 센서 모듈과, 상기 적외선 센서 모듈을 삽입 고정하는 하우징과, 상기 적외선 센서 모듈이 삽입 고정된 하우징을 안착시키며, 탑 케이스의 코너에 조립되는 브라켓과, 상기 표시 패널 외곽을 둘러싸도록 배치되어 상기 탑 케이스에 체결되는 가이드 구조물과, 상기 브라켓과 상기 가이드 구조물에 부착되며, 상기 탑 케이스의 코너와 먼 영역보다 가까운 영역에 넓게 부착되는 재귀 반사판을 특징으로 한다.

Description

광학 센싱 유닛을 이용한 표시 장치{DISPLAY DEVICE USING OPTICAL SENSING UNIT}

본 발명은 터치 패널 및 터치 패널 일체형 표시 장치에 관한 것으로, 특히 코너부의 광효율을 증가시켜 정확한 터치 지점을 인식할 수 있는 광학 센싱 유닛을 이용한 표시 장치에 관한 것이다.

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

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

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

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

적외선 방식의 터치 스크린은 액정 표시 패널의 양측 코너에 두 개의 적외선 센서 카메라를 배치시킨다. 적외선 센서 카메라로부터 출광된 빛은 각 변의 재귀 반사판에 의해 센서 카메라 수광부로 재 입사하게 되고, 적외선 센서 카메라의 센서에 의해 터치 지점을 인식하게 된다.

이와 같이, 출광된 빛이 반사되어 재입사하기 위해 각 적외선 센서 카메라와 대응되는 면에 재귀 반사판을 부착하게 된다. 하지만, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 사용자가 ① 영역에서 ⑧ 영역까지 터치하게 될 경우, 코너부의 ⑧ 영역에 대한 터치 신호 레벨이 가장 낮게 나타나고 있다. 타측 상부에 위치한 적외선 센서 카메라로부터 출사된 광이 코너 영역으로 갈수록 광량이 낮아지게 됨으로써 터치 신호 레벨이 미약하게 감지된 것이다. 코너부의 광효율이 떨어지게 됨으로써 터치시 인식이 어렵게 되어 터치 성능이 저하된다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 코너부의 광효율을 증가시켜 정확한 터치 지점을 인식할 수 있는 광학 센싱 유닛을 이용한 표시 장치를 제공하는 것이다.

이를 위하여, 본 발명에 따른 광학 센싱 유닛을 이용한 표시 장치는 적외선을 발광하고, 적외선의 변화를 센싱하는 다수의 적외선 센서 모듈과, 상기 적외선 센서 모듈을 삽입 고정하는 하우징과, 상기 적외선 센서 모듈이 삽입 고정된 하우징을 안착시키며, 탑 케이스의 코너에 조립되는 브라켓과, 상기 표시 패널 외곽을 둘러싸도록 배치되어 상기 탑 케이스에 체결되는 가이드 구조물과, 상기 브라켓과 상기 가이드 구조물에 부착되며, 상기 탑 케이스의 코너와 먼 영역보다 가까운 영역에 넓게 부착되는 재귀 반사판을 특징으로 한다.

여기서, 상기 적외선 센서 모듈은 상기 적외선 광을 출사하는 복수의 적외선 광원과, 상기 적외선 광의 출사각을 조절하는 조명계 렌즈와, 상기 적외선 광을 감지하는 복수의 센서부와, 상기 복수의 센서부로 적외선 광을 집광하는 대물 렌즈와, 상기 적외선 광원 또는 상기 센서부 전면에 위치하여 적외선 광만을 투과하도록 필터링하는 광학 필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 브라켓은 상기 복수의 적외선 광원과 대응되는 위치에 적외선 광이 출사할 수 있도록 홀로 형성된 발광부와, 상기 복수의 센서부와 대응되는 위치에 적외선 광을 입사할 수 있도록 홀로 형성된 수광부를 가지는 몸체부와, 상기 몸체부와 일측으로 연결된 수직부와, 상기 몸체부와 타측으로 연결된 수평부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 가이드 구조물은 상기 재귀 반사판이 부착된 몸체부와, 상기 몸체부로부터 돌출되어 상기 몸체부와 부착된 재귀 반사판을 지지하는 지지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 재귀 반사판은 상기 브라켓의 수직부 및 상기 브라켓의 수평부에 부착되며, 상기 브라켓의 수직부 및 상기 브라켓의 수평부에 부착된 면이 상기 가이드 구조물에 부착된 면보다 넓게 부착되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 브라켓은 상기 복수의 적외선 광원과 대응되는 위치에 적외선 광이 출사할 수 있도록 홀로 형성된 발광부와, 상기 복수의 센서부와 대응되는 위치에 적외선 광을 입사할 수 있도록 홀로 형성된 수광부를 가지는 몸체부와, 상기 몸체부와 일측으로 연결된 수직부와, 상기 수직부로부터 돌출되어 재귀 반사판을 지지하는 수직부의 지지부와, 상기 몸체부와 타측으로 연결된 수평부와, 상기 수평부로부터 돌출되어 재귀 반사판을 지지하는 수평부의 지지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 재귀 반사판은 상기 브라켓의 수직부 및 상기 브라켓의 수평부에 부착되며, 상기 수직부의 지지부 및 상기 수평부의 지지부에 부착되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광학 센싱 유닛을 이용한 표시장치는 코너부에 부착되는 재귀 반사판의 면적을 넓게 부착함으로써 코너부에 대한 광효율을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 코너부와 인접한 영역의 터치 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 광학 센싱 유닛을 이용한 표시장치는 코너부에 대한 재귀 반사판의 부착 면적을 넓히기 위해 브라켓의 전체적인 높이를 높이지 않아도 된다. 구체적으로, 본 발명은 브라켓의 지지부를 제거한 만큼 재귀 반사판의 면적을 넓게 부착하여 브라켓의 전체적인 높이를 높이지 않아도 된다.

그리고, 본 발명은 브라켓의 변형없이 브라켓의 지지부를 제거하지 않고, 브라켓의 지지부에 재귀 반사판을 더 부착하여 코너부의 광효유을 증가시킬 수 있다.

도 1a는 사용자가 일측면의 ① 영역에서 ⑧ 영역까지 터치할 경우를 나타내고 있으며, 도 1b는 ① 영역의 터치 지점에서 ⑧ 영역의 터치 지점에 따른 종래 터치 신호 레벨을 나타내고 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광학 센싱 유닛을 이용한 표시 장치를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 적외선 센서 모듈을 배치한 사시도 및 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 광학 센싱 유닛에 대한 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 광학 센싱 유닛이 조립된 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 재귀 반사판이 부착된 광학 센싱 유닛의 사시도이다.
도 7a은 도 6에 도시된 재귀 반사판의 평면도를 나타내고 있으며, 도 7b는 도 6에 도시된 재귀 반사판을 나타낸 단면도이다.
도 8a는 사용자가 일측면의 ① 영역에서 ⑧ 영역까지 터치할 경우를 나타내고 있으며, 도 8b는 ① 영역의 터치 지점에서 ⑧ 영역의 터치 지점에 따른 터치 신호 레벨을 나타내고 있다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 재귀 반사판이 부착된 광학 센싱 유닛의 사시도이다.
도 10a는 도 9에 도시된 재귀 반사판의 평면도를 나타내고 있으며, 도 10b는 도 9에 도시된 광학 센싱 유닛에 부착된 재귀 반사판을 나타낸 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 및 그에 따른 작용 효과는 이하의 상세한 설명을 통해 명확하게 이해될 것이다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 동일한 구성 요소에 대해서는 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호로 표시하며, 공지된 구성에 대해서는 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 구체적인 설명은 생략하기로 함에 유의한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도 2 내지 도 10b를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광학 센싱 유닛을 이용한 표시 장치를 나타낸 사시도이다. 그리고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 적외선 센서 모듈을 배치한 사시도 및 평면도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 광학 센싱 유닛에 대한 분해 사시도이다. 또한, 도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 광학 센싱 유닛이 조립된 사시도이다. 도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 재귀 반사판이 부착된 광학 센싱 유닛의 사시도이고, 도 7a은 도 6에 도시된 재귀 반사판의 평면도를 나타내고 있으며, 도 7b는 도 6에 도시된 재귀 반사판을 나타낸 단면도이다.

본 발명의 제1 실시 예에 따른 광학 센싱 유닛을 이용한 표시 장치는 화상을 표시하는 표시 패널(100)과, 표시 패널(100) 상에 터치된 위치를 광학적 방식으로 검출하는 광학 센싱 유닛과, 표시 패널(100) 및 광학 센싱 유닛을 감싸는 탑 케이스(110)와, 표시 패널(100)을 수납하고 아래에서 지지하는 바텀 케이스(미도시)를 포함한다.

표시 패널(100)은 서로 마주보는 하부 기판(102) 및 상부 기판(104) 사이에 중간층을 개재하여 합착된 것이다. 중간층은 표시 패널(100)이 구동되는 원리에 따라 변경될 수 있는 것으로, 액정, 전기 영동 물질, 유기 발광 물질, 전계 발광 물질일 수 있다. 중간층 성분에 따라 액정 표시 패널, 유기 발광 표시 패널, 전계 방출 표시 패널일 수 있으며, 본 발명은 중간층의 성분이 액정인 액정 표시 패널을 예로 들어 설명하기로 한다.

액정 표시 패널(100)은 게이트 라인 및 데이터 라인과 접속된 박막 트랜지스터가 형성된 상부 기판(104)과, 칼러 구현을 위한 칼러 필터가 형성된 하부 기판(102)과, 박막 트랜지스터와 접속되는 화소 전극과, 화소 전극과 수직 전계 또는 수평 전계를 형성하는 공통 전극을 포함한다.

칼러 필터는 블랙 매트릭스를 기준으로 색이 구분되도록 상부 기판(104) 상에 형성된다. 이 칼러 필터는 R, G, B 별로 형성되어 R, G, B 색상을 구현한다.

공통 전극은 상부 기판(104)의 배면 상에 투명 도전막으로 형성되어 화소 전극과 수직 전계를 이룰 수 있으며, 하부 기판(102) 상에 투명 도전막으로 형성되어 화소 전극과 수평 전계를 이룰 수 있다. 이러한 공통 전극에는 액정 구동을 위한 기준 전압, 즉 공통 전압이 공급된다.

박막 트랜지스터는 하부 기판(102) 상에 형성되며 게이트 라인으로부터의 게이트 신호에 응답하여 데이터 라인으로부터의 데이터신호를 선택적으로 화소 전극에 공급한다. 이를 위해, 박막 트랜지스터는 게이트 라인과 접속된 게이트 전극, 데이터 라인과 접속된 소스 전극, 화소 전극과 접속된 드레인 전극, 게이트 전극과 게이트 절연막을 사이에 두고 중첩되면서 소스 전극과 드레인 전극 사이에 채널을 형성하는 활성층, 그 활성층과 소스 전극 및 드레인 전극과의 오믹 접촉을 위한 오믹 접촉층을 구비한다.

화소 전극은 각 화소 영역에서 칼라 필터(R, G, B)와 중첩되도록 독립적으로 형성되고, 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 접속된다. 또한, 화소 전극은 액정층을 사이에 두고 공통 전극과 중첩되어 수직 전계를 형성하거나, 동일 기판에 형성되어 수평 전계를 형성한다. 이러한, 화소 전극은 박막 트랜지스터를 통해 데이터 신호가 공급되면, 공통 전압이 공급된 공통 전극과 수직 전계 또는 수평 전계를 형성하여 수직 방향으로 배열된 액정 분자들이 유전율 이방성에 의해 회전하게 된다. 그리고, 액정 분자들의 회전 정도에 따라 화소 영역을 투과하는 광 투과율이 달라지게 됨으로써 계조를 구현하게 된다.

이와 같이, 액정 패널은 두 기판에 각각 전극을 설치하고 액정 방향자가 90°트위스트 되도록 배열한 다음, 전극에 전압을 가하여 액정 방향자를 구동하는 트위스트 네마틱(Twisted-Nemaitc; TN) 방식, 하나의 기판 상에 두 개의 전극을 형성하고 두 전극 사이에서 발생하는 수평 전계로 액정의 방향자를 조절하는 IPS(In-Plane Swiching) 모드, 두 개의 전극을 투명 전도체로 형성하면서 두 개의 전극 사이의 간격을 좁게 형성하여 두 전극 사이에 형성되는 프린지 필드에 의해 액정 분자를 동작시키는 FFS(Fringe Field Swiching) 모드 방식 등의 방식을 이용할 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.

광학 센싱 유닛은 액정 표시 패널(100)에서 화상이 표시되는 화소 어레이의 네 모서리 중 적어도 두 위치에 적외선 센서 모듈들(120,150,180)을 배치하여 액정 표시 패널(100) 상에 터치된 위치를 광학적 방식으로 검출한다. 이러한, 광학 센싱 유닛은 적외선을 발광하고, 적외선의 변화를 센싱하는 다수의 적외선 센서 모듈들(120,150,180)과, 적외선 센서 모듈(120,150,180)을 삽입 고정하는 하우징(140,170,200)과, 하우징(140,170,200)을 안착시키며 탑 케이스(110)의 코너에 조립되는 브라켓(130,160,190)과, 브라켓(130,160,190) 및 가이드 구조물(206)에 부착되어 입사된 광을 반사하는 재귀 반사판(210)을 포함한다.

광학 센싱 유닛은 제1 내지 제3 적외선 센서 모듈들(120,150,180)이 액정 표시 패널(100)의 세 모서리 각각에 배치된 것을 예를 들어 설명하기로 한다.

제1 적외선 센서 모듈(120)은 액정 표시 패널(100)의 일측 상부 코너에 위치하며, 제1 적외선 센서 모듈(120)은 적외선 광을 출사하는 복수의 제1 적외선 광원(122)과, 광의 출사각을 조절하는 제1 조명계 렌즈(미도시)와, 수광된 광을 집광하는 제1 대물 렌즈(미도시)와, 집광된 광을 감지하는 복수의 제1 센서부(124)와, 제1 적외선 광원(122) 또는 제1 센서부(124) 전면에 위치하여 적외선 광만을 투과하도록 필터링하는 제1 광학 필터(126)를 포함한다.

구체적으로, 제1 적외선 광원(122)은 액정 표시 패널(100)의 일측 상부 코너에서 화소 어레이로 광을 출사한다. 제1 적외선 광원(122)으로부터 출사된 광은 재귀 반사판(210)에 의해 반사되어 제1 수광부로 입사하게 되고, 제1 센서부(124)에 의해 터치 지점을 인식하게 된다. 제1 적외선 센서 모듈(120)은 액정 표시 패널(100)의 일측 상부 코너에서 광을 0°~ 90°의 범위로 출사하거나 입사한다. 이때, 제1 적외선 센서 모듈(120)의 출사광 및 입사광에 대한 각도는 0°~ 90°의 범위로 한정하지 않으며, 0°~ 180°일 수 있다.

제2 적외선 센서 모듈(150)은 액정 표시 패널(100)의 타측 상부 코너에 위치하며, 제2 적외선 센서 모듈(150)은 적외선 광을 출사하는 복수의 제2 적외선 광원(152)과, 광의 출사각을 조절하는 제2 조명계 렌즈(미도시)와, 수광된 광을 집광하는 제2 대물 렌즈(미도시)와, 집광된 광을 감지하는 복수의 제2 센서부(154)와, 제2 적외선 광원(152) 또는 제2 센서부(154) 전면에 위치하여 적외선 광만을 필터링하는 제2 광학 필터(156)를 포함한다.

구체적으로, 제2 적외선 센서 모듈(150)은 액정 표시 패널(100)의 타측 상부 코너에서 화소 어레이로 광을 출사한다. 제2 적외선 광원(152)으로부터 출사된 광은 재귀 반사판(210)에 의해 반사되어 제2 수광부로 입사하게 되고, 제2 센서부(154)에 의해 터치 지점을 인식하게 된다. 제2 적외선 센서 모듈(150)은 액정 표시 패널(100)의 타측 상부 코너에서 광을 0°~ 90°의 범위로 출사하거나 입사한다. 이때, 제2 적외선 센서 모듈(150)의 출사광 및 입사광에 대한 각도는 0°~ 90°의 범위로 한정하지 않으며, 0°~ 180°일 수 있다.

제3 적외선 센서 모듈(180)은 액정 표시 패널(100)의 일측 하부 코너에 위치하며, 제3 적외선 센서 모듈(180)은 적외선 광을 출사하는 복수의 제3 적외선 광원(182)과, 광의 출사각을 조절하는 제3 조명계 렌즈(미도시)와, 수광된 광을 집광하는 제3 대물 렌즈(미도시)와, 집광된 광을 감지하는 복수의 제3 센서부(184)와, 제3 적외선 광원(182) 또는 제3 센서부(184) 전면에 위치하여 적외선 광만을 필터링하는 제3 광학 필터(186)를 포함한다.

구체적으로, 제3 적외선 센서 모듈(180)은 액정 표시 패널(100)의 일측 하부 코너에서 화소 어레이로 광을 출사한다. 제3 적외선 광원(182)으로부터 출사된 광은 재귀 반사판(210)에 의해 반사되어 제3 수광부로 입사하게 되고, 제3 센서부(184)에 의해 터치 지점을 인식하게 된다. 제3 적외선 센서 모듈(180)은 액정 표시 패널(100)의 일측 하부 코너에서 광을 0°~ 90°의 범위로 출사하거나 입사한다. 이때, 제3 적외선 센서 모듈(180)의 출사광 및 입사광에 대한 각도는 0°~ 90°의 범위로 한정하지 않으며, 0°~ 180°일 수 있다.

한편, 사용자가 적어도 두 지점을 터치하게 되면, 실제 터치 지점 외에 가상 터치 지점이 발생하게 된다. 이때, 제1 적외선 센서 모듈(120)과 제2 적외선 센서 모듈(150)로 측정된 터치 지점의 좌표와 제2 적외선 센서 모듈(120)과 제3 적외선 센서 모듈(180)로 측정된 터치 지점의 좌표를 비교하여 실제 터치 지점과 가상 터치 지점을 구별할 수 있다. 또한, 제1 적외선 센서 모듈(120)과 제2 적외선 센서 모듈(150)은 액정 표시 패널(100) 상측 양편에 위치하여 광을 감지하지 못하거나 광을 출사하기 어려운 데드 존 영역이 발생된다. 이때, 제3 적외선 센서 모듈(180)은 액정 표시 패널(100) 하측에 위치하여 데드 존 영역에 대한 광을 감지하거나 데드 존 영역에 광을 출사하게 되어 이를 개선하게 된다. 이와 같이, 액정 표시 패널(100)의 세 모서리 각각에 적외선 센서 모듈들(120,150,180)을 위치하여 정확한 터치 지점을 측정하며, 데드 존 영역을 보상할 수 있다.

하우징들(140,170,200)은 제1 적외선 센서 모듈(120)을 삽입 고정하는 제1 하우징(140)과, 제2 적외선 센서 모듈(150)을 삽입 고정하는 제2 하우징(170)과, 제3 적외선 센서 모듈(180)을 삽입 고정하는 제3 하우징(300)을 포함한다.

브라켓들(130,160,190)은 제1 적외선 센서 모듈(120)이 삽입 고정된 제1 하우징(140)을 안착시키는 제1 브라켓(130)과, 제2 적외선 센서 모듈(150)이 삽입 고정된 제2 하우징(170)을 안착시키는 제2 브라켓(160)과, 제3 적외선 센서 모듈(180)이 삽입 고정된 제3 하우징(200)을 안착시키는 제3 브라켓(190)을 포함한다.

제1 브라켓(130)은 탑 케이스(110)의 일측 상부 코너에 조립된다. 제1 브라켓(130)은 복수의 제1 적외선 광원(122)과 대응되는 위치에 적외선 광이 출사할 수 있도록 홀로 형성된 제1 발광부(132a)와, 복수의 제1 센서부(124)와 대응되는 위치에 적외선 광을 입사할 수 있도록 홀로 형성된 제1 수광부(132b)를 가지는 제1 몸체부와, 제1 몸체부와 일측으로 연결된 제1 수직부(136)와, 제1 몸체부와 타측으로 연결된 제1 수평부(134)를 포함한다.

제2 브라켓(160)은 탑 케이스(110)의 타측 상부 코너에 조립된다. 제2 브라켓(160)은 복수의 제2 적외선 광원(152)과 대응되는 위치에 적외선 광이 출사할 수 있도록 홀로 형성된 제2 발광부(132a)와, 복수의 제2 센서부(154)와 대응되는 위치에 적외선 광을 입사할 수 있도록 홀로 형성된 제2 수광부(132b)를 가지는 제2 몸체부와, 제2 몸체부와 일측으로 연결된 제2 수직부(166)와, 제2 몸체부와 타측으로 연결된 제2 수평부(164)를 포함한다.

제3 브라켓(190)은 탑 케이스(110)의 일측 하부 코너에 조립된다. 제3 브라켓(190)은 복수의 제3 적외선 광원(182)과 대응되는 위치에 적외선 광이 출사할 수 있도록 홀로 형성된 제3 발광부(192a)와, 복수의 제3 센서부(184)와 대응되는 위치에 적외선 광을 입사할 수 있도록 홀로 형성된 제3 수광부(192b)를 가지는 제3 몸체부와, 제3 몸체부와 일측으로 연결된 제3 수직부(196)와, 제3 몸체부와 타측으로 연결된 제3 수평부(194)를 포함한다.

가이드 구조물들(206)은 액정 표시 패널(100) 외곽을 둘러싸도록 형성되어 탑 케이스(110)에 체결된다. 도 5에 도시된 바와 같이 가이드 구조물들(206)은 재귀 반사판(210)이 부착된 몸체부(202)와, 몸체부(202)로부터 돌출되어 재귀 반사판(210)을 지지해주는 지지부(204)가 형성된다.

재귀 반사판(210)은 브라켓들(130,160,190)과 가이드 구조물(206)에 부착되며, 탑 케이스(110)의 코너와 먼 영역보다 가까운 영역에 넓게 부착된다. 즉, 재귀 반사판(210)은 탑 케이스(110)의 코너에 배치된 브라켓들(130,160,190)에 부착된 면이 가이드 구조물(206)에 부착된 면보다 넓게 형성된다.

구체적으로, 도 6 내지 도 7b에 도시된 바와 같이, 재귀 반사판(210)은 제1 내지 제3 브라켓(130,160,190)의 수평부(134,164,194) 또는 수직부(136,166,196)에 부착되며, 가이드 구조물(206)의 몸체부(202)에 부착된다. 이때, 제1 내지 제3 브라켓(130,160,190)의 수평부(134,164,194) 또는 수직부(136,166,196)의 높이(W1)는 가이드 구조물(206)의 몸체부(202)의 높이(W2)와 가이드 구조물(206)의 지지부(204)의 높이(W3)를 합한 높이(W4)다. 이에 따라, 제1 내지 제3 브라켓(130,160,190)의 수평부(134,164,194) 또는 수직부(136,166,196)에 부착된 재귀 반사판(210)의 높이(W1)는 가이드 구조물(206)의 부착된 높이(W2)보다 높게 부착되므로 그에 따른 부착 면적이 넓게 된다. 이는, 종래 브라켓에 돌출되어 형성되었던 지지부를 제거하고, 지지부가 제거된 만큼의 재귀 반사판의 높이를 높게 부착하였다.

도 8a는 사용자가 일측면의 ① 영역에서 ⑧ 영역까지 터치할 경우를 나타내고 있으며, 도 8b는 ① 영역의 터치 지점에서 ⑧ 영역의 터치 지점에 따른 터치 신호 레벨을 나타내고 있다. 도 8a에 도시된 바와 같이 어느 일측 상부 코너에 위치한 적외선 센서 모듈로부터 출사되는 광량은 대각선에 위치한 타측 코너로 갈수록 광량이 낮아져 터치 신호 레벨이 제일 낮다. 이에 따라, 터치시 인식이 어려워 터치 성능을 저하시킬 수 있으나, 본 발명의 재귀 반사판(210)은 코너 부분에 재귀 반사판(210)을 넓게 형성함으로써 도 8b에 도시된 바와 같이 코너부에 광효율이 향상된다. 즉, 도 8a는 본 발명과 종래 터치 신호 레벨을 나타낸 그래프이며, 그래프 상의 제1 곡선(302)은 종래 터치 신호 레벨을 나타내고 있으며, 그래프 상의 제2 곡선(304)은 본 발명에 따른 터치 신호 레벨을 나타내고 있다. 이와 같이, 본 발명은 코너부에 광효율이 향상되어 터치 신호 레벨이 증가된 것을 나타내고 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른 재귀 반사판은 코너 영역에서 낮아지는 광효율을 증가시키기 위함이다.

도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 재귀 반사판이 부착된 광학 센싱 유닛의 사시도이고, 도 10a는 도 9에 도시된 재귀 반사판의 평면도를 나타내고 있으며, 도 10b는 도 9에 도시된 광학 센싱 유닛에 부착된 재귀 반사판을 나타낸 단면도이다.

본 발명의 제2 실시 예에 따른 광학 센싱 유닛을 이용한 표시 장치는 도 2에 도시된 바와 같이 화상을 표시하는 표시 패널(100)과, 표시 패널(100) 상에 터치된 위치를 광학적 방식으로 검출하는 광학 센싱 유닛과, 표시 패널(100) 및 광학 센싱 유닛을 감싸는 탑 케이스(100)와, 표시 패널(100)을 수납하고 아래에서 지지하는 바텀 케이스(미도시)를 포함한다. 이때, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 표시 패널은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 표시 패널과 동일하므로 생략한다.

광학 센싱 유닛은 도 3에 도시된 바와 같이 액정 표시 패널(100)에서 화상이 표시되는 화소 어레이의 네 모서리 중 적어도 두 위치에 적외선 센서 모듈들(120,150,180)을 배치하여 표시 패널(100) 상에 터치된 위치를 광학적 방식으로 검출한다. 이러한, 광학 센싱 유닛은 적외선을 발광하고, 적외선의 변화를 센싱하는 다수의 적외선 센서 모듈(120,150,180)과, 적외선 센서 모듈(120,150,180)을 삽입 고정하는 하우징(140,170,200)과, 하우징(140,170,200)을 안착시키며 탑 케이스(110)의 코너에 조립되는 브라켓(130,160,190)과, 브라켓(130,160,190) 및 가이드 구조물(206)에 부착되어 입사된 광을 반사하는 재귀 반사판(210,210a)을 포함한다. 이때, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 광학 센싱 유닛 중 브라켓(130,160,190)과 재귀 반사판(210,210a)을 제외하고 동일한 구성요소를 가지므로 동일한 구성요소는 생략하기로 한다.

브라켓들(130,160,190)은 제1 적외선 센서 모듈(120)이 삽입 고정된 제1 하우징(140)을 안착시키는 제1 브라켓(130)과, 제2 적외선 센서 모듈(150)이 삽입 고정된 제2 하우징(170)을 안착시키는 제2 브라켓(160)과, 제3 적외선 센서 모듈(180)이 삽입 고정된 제3 하우징(200)을 안착시키는 제3 브라켓(190)을 포함한다.

제1 브라켓(130)은 탑 케이스(110)의 일측 상부 코너에 조립된다. 제1 브라켓(130)은 복수의 제1 적외선 광원(122)과 대응되는 위치에 적외선 광이 출사할 수 있도록 제1 발광부(132a)와, 복수의 제1 센서부(124)와 대응되는 위치에 적외선 광을 입사할 수 있도록 제1 수광부(132b)를 가지는 제1 몸체부(132)와, 제1 몸체부(132)와 일측으로 연결되어 형성된 제1 수직부(136)와, 제1 수직부(136)로부터 돌출되어 재귀 반사판(210)을 지지하는 제1 수직부(136)의 지지부(136a)와, 제1 몸체부(132)와 타측으로 연결되어 형성된 제1 수평부(134)와, 제1 수평부(134)로부터 돌출되어 재귀 반사판(210)을 지지하는 제1 수평부(134)의 지지부(134a)를 포함한다.

제2 브라켓(160)은 탑 케이스(110)의 타측 상부 코너에 조립된다. 제2 브라켓(160)은 복수의 제2 적외선 광원(152)과 대응되는 위치에 적외선 광이 출사할 수 있도록 제2 발광부(162a)와, 복수의 제2 센서부(154)와 대응되는 위치에 적외선 광을 입사할 수 있도록 제2 수광부(162b)를 가지는 제2 몸체부와, 제2 몸체부와 일측으로 연결되어 형성된 제2 수직부(166)와, 제2 수직부(166)로부터 돌출되어 재귀 반사판(210)을 지지하는 제2 수직부(166)의 지지부(미도시)와, 제2 몸체부와 타측으로 연결되어 형성된 제2 수평부(164)와, 제2 수평부(164)로부터 돌출되어 재귀 반사판(210)을 지지하는 제2 수평부(164)의 지지부(미도시)를 포함한다.

제3 브라켓(190)은 탑 케이스(110)의 일측 상부 코너에 조립된다. 제3 브라켓(190)은 복수의 제3 적외선 광원(182)과 대응되는 위치에 적외선 광이 출사할 수 있도록 제3 발광부(192a)와, 복수의 제3 센서부(184)와 대응되는 위치에 적외선 광을 입사할 수 있도록 제3 수광부(192b)를 가지는 제3 몸체부와, 제3 몸체부와 일측으로 연결되어 형성된 제3 수직부(196)와, 제3 수직부(196)로부터 돌출되어 재귀 반사판(210)을 지지하는 제3 수직부(196)의 지지부(미도시)와, 제3 몸체부와 타측으로 연결되어 형성된 제3 수평부(194)와, 제3 수평부(194)로부터 돌출되어 재귀 반사판(210)을 지지하는 제3 수평부(194)의 지지부(미도시)를 포함한다.

가이드 구조물(206)들은 액정 표시 패널(100) 외곽을 둘러싸도록 형성되어 탑 케이스(110)에 체결된다. 가이드 구조물들(206)은 재귀 반사판(210)이 부착된 몸체부(202)와, 몸체부(202)로부터 돌출되어 재귀 반사판(210)을 지지해주는 지지부(204)가 형성된다.

재귀 반사판(210,210a)은 브라켓들(130,160,190)과 가이드 구조물(206)에 부착되며, 탑 케이스(110)의 코너와 먼 영역보다 가까운 영역에 넓게 부착된다. 다시 말하여, 도 9 내지 도 10b에 도시된 바와 같이 재귀 반사판(210,210a)은 제1 내지 제3 브라켓(130,160,190)의 수평부(134,164,194) 또는 수직부(136,166,196)에 부착되며, 제1 내지 제3 수평부(134,164,194)의 지지부(134a)와 제1 내지 제3 수직부(136,166,196)의 지지부(136a)에 부착된다. 이때, 재귀 반사판(210,210a)은 제1 내지 제3 수평부의 지지부(134a)와 제1 내지 제3 수직부의 지지부(136a) 전면에 부착되거나, 제1 내지 제3 수평부(134,164,194)의 지지부(134a)와 제1 내지 제3 수직부(136,166,196)의 지지부(136a)를 둘러싸도록 부착될 수 있다. 이와 같이, 제1 내지 제3 브라켓의 수평부(134,164,194) 또는 수직부(136,166,196)와, 제1 내지 제3 수평부(134,164,194)의 지지부(134a)와 제1 내지 제3 수직부(136,166,196)의 지지부(136a)에도 재귀 반사판(210a)을 부착함으로써 재귀 반사판(210,210a)의 부착 면적을 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 코너 영역의 광효율을 향상시켜 터치 성능을 향상시킬 수 있다.

상기와 같이 재귀 반사판(210,210a)은 탑 케이스(110)의 코너와 먼 영역보다 가까운 영역에 넓게 부착될 수 있지만, 브라켓(130,160,190)의 지지부들(134a,136a)로부터 가이드 구조물(206)의 지지부(204)까지 연장하여 부착할 수 있다. 또한, 브라켓(130,160,190)의 지지부들(134a,136a)에 부착되는 재귀 반사판(210a)의 길이와, 가이드 구조물(206)의 지지부(204)에 부착되는 재귀 반사판의 길이는 어느 범위에 한정되지 않고, 각 표시 장치에 따른 코너 광효율에 따라 부착 면의 길이는 변경될 수 있다.

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.

100 : 액정 표시 패널 102 : 하부 기판
104 : 상부 기판 110 : 탑 케이스
120,150,180 : 제1 내지 제3 적외선 센서 모듈
122,152,182 : 제1,2,3 적외선 광원 124,154,184 : 제1,2,3 센서부
126,156,186 : 제1,2,3 광학 필터 130,160,190 : 제1 내지 제3 브라켓
140,170,200 : 제1,2,3 하우징 206 : 가이드 구조물
210,210a : 재귀 반사판

Claims (7)

1. 적외선 광을 출사하는 복수의 적외선 광원을 구비하고, 적외선의 변화를 센싱하는 다수의 적외선 센서 모듈과;
   상기 적외선 센서 모듈을 삽입 고정하는 하우징과;
   상기 적외선 센서 모듈이 삽입 고정된 하우징을 안착시키며, 탑 케이스의 코너에 조립되고, 상기 복수의 적외선 광원과 대응되는 위치에 적외선 광이 출사할 수 있도록 홀로 형성된 발광부와, 상기 복수의 센서부와 대응되는 위치에 적외선 광을 입사할 수 있도록 홀로 형성된 수광부를 가지는 몸체부와, 상기 몸체부와 일측으로 연결된 수직부와, 상기 몸체부와 타측으로 연결된 수평부를 포함하는 브라켓과;
   표시 패널 외곽을 둘러싸도록 배치되어 상기 탑 케이스에 체결되는 가이드 구조물과;
   상기 브라켓과 상기 가이드 구조물에 부착되며, 상기 탑 케이스의 코너와 먼 영역보다 가까운 영역에 넓게 부착되는 재귀 반사판을 포함하고,
   상기 재귀 반사판은 상기 브라켓의 수직부 및 상기 브라켓의 수평부에 부착되며, 상기 브라켓의 수직부 및 상기 브라켓의 수평부에 부착된 면이 상기 가이드 구조물에 부착된 면보다 넓게 부착되는 광학 센싱 유닛을 이용한 표시장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 적외선 센서 모듈은
   상기 적외선 광의 출사각을 조절하는 조명계 렌즈와;
   상기 적외선 광을 감지하는 복수의 센서부와;
   상기 복수의 센서부로 적외선 광을 집광하는 대물 렌즈와;
   상기 적외선 광원 또는 상기 센서부 전면에 위치하여 적외선 광만을 투과하도록 필터링하는 광학 필터를 포함하는 광학 센싱 유닛을 이용한 표시장치.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 가이드 구조물은
   상기 재귀 반사판이 부착된 몸체부와;
   상기 몸체부로부터 돌출되어 상기 몸체부와 부착된 재귀 반사판을 지지하는 지지부를 포함하는 광학 센싱 유닛을 이용한 표시 장치.
5. 삭제
6. 적외선 광을 출사하는 복수의 적외선 광원을 구비하고, 적외선의 변화를 센싱하는 다수의 적외선 센서 모듈과;
   상기 적외선 센서 모듈을 삽입 고정하는 하우징과;
   상기 적외선 센서 모듈이 삽입 고정된 하우징을 안착시키며, 탑 케이스의 코너에 조립되는 브라켓과;
   표시 패널 외곽을 둘러싸도록 배치되어 상기 탑 케이스에 체결되는 가이드 구조물과;
   상기 브라켓과 상기 가이드 구조물에 부착되며, 상기 탑 케이스의 코너와 먼 영역보다 가까운 영역에 넓게 부착되는 재귀 반사판을 포함하고,
   상기 브라켓은 상기 복수의 적외선 광원과 대응되는 위치에 적외선 광이 출사할 수 있도록 홀로 형성된 발광부와 상기 복수의 센서부와 대응되는 위치에 적외선 광을 입사할 수 있도록 홀로 형성된 수광부를 가지는 몸체부와, 상기 몸체부와 일측으로 연결된 수직부와, 상기 수직부로부터 돌출되어 재귀 반사판을 지지하는 수직부의 지지부와, 상기 몸체부와 타측으로 연결된 수평부와, 상기 수평부로부터 돌출되어 재귀 반사판을 지지하는 수평부의 지지부를 포함하며,
   상기 재귀 반사판은 상기 브라켓의 수직부 및 상기 브라켓의 수평부에 부착되며, 상기 수직부의 지지부 및 상기 수평부의 지지부에 부착되는 광학 센싱 유닛을 이용한 표시장치.
7. 삭제

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