KR101735387B1 - 적외선 센서 모듈 및 이를 이용한 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 박형화가 가능하며, 터치 성능을 향상시킬 수 있는 적외선 센서 모듈 및 이를 이용한 표시 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 적외선 센서 모듈은 기판과, 상기 기판의 양측면 상에 적어도 두 개의 적외선 광원이 서로 마주보도록 형성되어 적외선 광을 출사하는 적외선 광원부와, 상기 기판의 내측면에 형성되어 수광된 적외선 광을 감지하는 적어도 하나의 센서를 가지는 센서부와, 상기 센서부로 수광된 상기 적외선 광의 초점 거리를 조절하는 적어도 하나의 광학 렌즈를 가지는 광학 렌즈부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

적외선 센서 모듈 및 이를 이용한 표시 장치{INFRARED SENSOR MODULE AND DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 적외선 센서 모듈 및 이를 이용한 표시 장치에 관한 것으로, 특히 박형화가 가능하며, 터치 성능을 향상시킬 수 있는 적외선 센서 모듈 및 이를 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 모듈이 배치시킨다. 적외선 센서 모듈(300)은 도 1에 도시된 바와 같이 적외선 광을 출사하는 적외선 광원(302)과, 입사된 광을 센싱하는 센서(304)와, 입사된 광을 센서로 집광해주는 광학 렌즈(308)를 포함한다. 즉, 적외선 광원(302)으로부터 출광된 빛은 각 변의 재귀 반사판(306)에 의해 수광부로 재입사하게 되고, 센서(304)에 의해 터치 지점을 인식하게 된다. 다시 말하여, 적외선 광원(302)은 도 1에 도시된 바와 같이 적외선 센서 모듈(300)의 윗단에 배치되어 적외선 광이 출사되며, 센서(304)는 적외선 센서 모듈(300)의 아랫단에 배치되어 반사된 적외선 광을 센싱한다. 이와 같이 적외선 센서 모듈(300)은 이단 구조를 가지고 있다. 이러한, 이단 구조의 적외선 센서 모듈(300)은 높이(H)가 높게 형성됨으로써 이에 따른 터치 스크린의 전체적인 높이가 증가하게 된다. 이에 따라, 터치 스크린의 박형화가 어려운 문제가 발생된다. 또한, 광학 렌즈(308)가 적외선 센서 모듈(300) 의 외부에 배치되며, 센서(304)가 적외선 센서 모듈(300) 내부 안측에 배치된다. 이때, 센서(304)는 광학 렌즈(308)로부터 수광된 광을 센싱하게 되는데, 광학 렌즈(308)와 센서(304) 간의 공차가 발생되면 센서(304)로 입사된 광이 제대로 센싱하지 못한다. 제대로 센싱되지 못한 광은 터치 신호를 변화시키고, 그에 따른 터치 성능을 저하시키게 된다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 박형화가 가능하며, 터치 성능을 향상시킬 수 있는 적외선 센서 모듈 및 이를 이용한 표시 장치를 제공하는 것이다.
이를 위하여, 본 발명에 따른 적외선 센서 모듈은 기판과, 상기 기판의 양측면 상에 적어도 두 개의 적외선 광원이 서로 마주보도록 형성되어 적외선 광을 출사하는 적외선 광원부와, 상기 기판의 내측면에 형성되어 수광된 적외선 광을 감지하는 적어도 하나의 센서를 가지는 센서부와, 상기 센서부로 수광된 상기 적외선 광의 초점 거리를 조절하는 적어도 하나의 광학 렌즈를 가지는 광학 렌즈부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 기판은 인쇄 회로 기판(Printed Circuits Board) 또는 연성 인쇄 회로 기판(Flexible Printed Circuits Board)으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 기판은 하부면이 개구된 세 개의 측면으로 되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광학 렌즈부는 상기 센서부 전면에 배치된 제1 광학 렌즈와, 상기 제1 광학 렌즈와 이격되어 배치되며, 상기 제1 광학 렌즈와 대응되는 모양의 홈이 형성된 제2 광학 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제1 광학 렌즈는 중앙의 선폭이 양측의 선폭보다 두껍게 형성되며, 제1 광학 렌즈의 중앙 부분은 볼록한 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 광학 렌즈는 제1 광학 렌즈와 이격되어 형성되며, 제1 광학 렌즈와 대응되는 후면 영역에는 볼록한 형태의 홈이 형성되며, 전면 영역에는 곡면을 이루도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 적외선 센서 모듈을 이용한 표시 장치는 화상을 표시하는 표시 패널과, 상기 표시 패널 상에 터치된 위치를 광학적 방식으로 검출하는 광학 센싱 유닛을 포함하며, 상기 광학 센싱 유닛은 기판과, 상기 기판의 양측면 상에 적어도 두 개의 적외선 광원이 서로 마주보도록 형성되어 적외선 광을 출사하는 적외선 광원부와, 상기 기판의 내측면에 형성되어 수광된 적외선 광을 감지하는 적어도 하나의 센서를 가지는 센서부와, 상기 센서부로 수광된 상기 적외선 광의 초점 거리를 조절하는 적어도 하나의 광학 렌즈를 가지는 광학 렌즈부를 포함하는 적외선 센서 모듈과, 상기 적외선 센서 카메라를 삽입 고정하는 하우징과, 상기 광학 렌즈부 전면에 상기 적외선 광을 필터링하는 광학 필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 하우징은 상기 적외선 광을 출사하거나 입사할 수 있도록 하나의 수발광 개구부가 형성된다.
그리고, 상기 기판은 인쇄 회로 기판(Printed Circuits Board) 또는 연성 인쇄 회로 기판(Flexible Printed Circuits Board)으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기판은 하부면이 개구된 세 개의 측면으로 되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 광학 렌즈부는 상기 센서부 전면에 배치된 제1 광학 렌즈와, 상기 제1 광학 렌즈와 이격되어 배치되며, 상기 제1 광학 렌즈와 대응되는 모양의 홈이 형성된 제2 광학 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 광학 렌즈는 중앙의 선폭이 양측의 선폭보다 두껍게 형성되며, 제1 광학 렌즈의 중앙 부분은 볼록한 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제2 광학 렌즈는 제1 광학 렌즈와 이격되어 형성되며, 제1 광학 렌즈와 대응되는 후면 영역에는 볼록한 형태의 홈이 형성되며, 전면 영역에는 곡면을 이루도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 적외선 센서 모듈은 단일 기판 상에 적외선 광원부, 센서부, 광학 렌즈부를 조립함으로써 이단 구조의 종래 적외선 센서 모듈에 비해 높이가 현저히 감소되었으며, 이에 따른 박형화가 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 적외선 센서 모듈은 단일 기판 내에 센서부와 광학 렌즈부를 배치함으로써 센서부와 광학 렌즈부 간의 공차가 발생되지 않는다. 이에 따라, 재귀 반사판으로부터 입사된 빛이 센서부에 높은 정확도로 도달하여 터치 성능을 향상시킬 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 적외선 센서 모듈은 단일 기판 내에 센서부, 광학 렌즈부, 적외선 광원부를 조립함으로써 부품의 간의 조립 공차를 줄일 수 있다.
도 1은 종래 적외선 센서 모듈을 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 적외선 센서 모듈을 나타낸 사시도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2에 도시된 적외선 광원부를 나타낸 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 도 2에 도시된 센서부를 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 광학 렌즈부를 설명하기로 위한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 적외선 센서 모듈을 이용한 표시 장치를 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 적외선 센서 모듈을 배치한 사시도 및 평면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 적외선 센서 모듈에 따른 출사광과 입사광을 나타내고 있는 평면도이다.
도 9는 도 6에 도시된 광학 센싱 유닛에 대한 분해 사시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 적외선 센서 모듈이 하우징에 삽입된 사시도를 나타내고 있다.
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 10을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 적외선 센서 모듈을 나타낸 사시도이다. 그리고, 도 3a 및 도 3b는 도 2에 도시된 적외선 광원부를 나타낸 단면도이고, 도 4a 및 도 4b는 도 2에 도시된 센서부를 나타낸 단면도이다. 또한, 도 5는 도 2에 도시된 광학 렌즈부를 설명하기로 위한 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 적외선 센서 모듈은 기판(228)과, 기판(228)의 양측면(228b,228c)에 적어도 두 개의 적외선 광원(222a,222b)이 서로 마주보도록 형성되어 적외선 광을 출사하는 적외선 광원부과, 수광된 광을 집광하는 적어도 두 개의 광학 렌즈(226a,226b)를 가지는 광학 렌즈부와, 기판의 내측면(228a)에 형성되어 집광된 광을 감지하는 적어도 하나의 센서(224)를 가지는 센서부를 포함한다.
기판(228)은 인쇄 회로 기판(Printed Circuits Board) 또는 연성 인쇄 회로 기판(Flexible Printed Circuits Board)으로 형성된다. 기판(228)은 하부면이 개구된 세 개의 측면(228a,228b,228c)으로 형성되며, 예를 들어 "C" 자형, 역 "U"자 형으로 형성된다.
적외선 광원부은 도 3a에 도시된 바와 같이 두 개의 적외선 광원(222a,222b)이 기판(228)의 양측면(228b,228c) 각각에 서로 마주보도록 형성되어 양측면으로부터 광이 출사된다. 또는, 도 3b에 도시된 바와 같이 적외선 광원부는 기판의 양측면(228b,228c) 각각에 복수개의 적외선 광원(222a,222b)이 배열될 수 있다. 적외선 광원(222a,222b)은 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 사각형 형태일 수 있으며, 원형, 타원형, 다각형 형태로 형성될 수 있다.
센서부는 도 4a에 도시된 바와 같이 라이너 센서(224)가 기판(228)의 내측면(228a) 중앙에 배치될 수 있으며, 도 4b에 도시된 바와 같이 복수개의 센서(224)가 기판(228a) 상에 행방향으로 나란하게 배열될 수 있으며, 복수개의 센서(224)가 기판(228a) 상에 열방향으로 나란하게 배열될 수 있다. 도 4a에 도시된 바와 같이 센서(224)의 높이(h')는 기판의 내측면(228a)의 높이와 동일하거나 내측면(228a)의 높이보다 작게 형성할 수 있으며, 센서(224)의 길이(l')는 기판의 내측면(228a)의 길이(l)와 동일하거나 내측면(228a)의 길이(l)보다 작게 형성할 수 있다.
광학 렌즈부는 적어도 두 개의 광학 렌즈(226a,226b)를 포함하며, 재귀 반사판에 의해 반사된 광의 초점 거리를 조절할 수 있다. 광학 렌즈부는 센서부 전면에 위치하는 제1 광학 렌즈(226a)와, 제1 광학 렌즈(226b)와 대응되는 모양의 홈이 형성된 제2 광학 렌즈(226b)를 포함한다. 제1 광학 렌즈(226a)는 중앙의 선폭(W2)이 양측의 선폭(W2)보다 두껍게 형성되며, 제1 광학 렌즈(226a)의 중앙 부분은 볼록한 형태로 형성될 수 있다. 또한, 제2 광학 렌즈(226b)는 제1 광학 렌즈(226a) 전면에 위치하며, 제1 광학 렌즈(226a)와 대응되는 렌즈의 후면은 볼록한 형태의 홈이 형성되며, 렌즈의 전면은 곡면을 이루도록 형성된다. 제1 광학 렌즈(226a)와 제2 광학 렌즈(226b)의 형태는 상기와 같은 형태로 한정하지 않으며, 재귀 반사판에 의해 반사된 광의 초점 거리를 조절할 수 있는 렌즈면 가능하다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 적외선 센서 모듈을 이용한 표시 장치를 나타낸 사시도이다. 그리고, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 적외선 센서 모듈을 배치한 사시도 및 평면도이고, 도 8은 도 7에 도시된 적외선 센서 모듈에 따른 출사광과 입사광을 나타내고 있는 평면도이다. 또한, 도 9는 도 6에 도시된 광학 센싱 유닛에 대한 분해 사시도이고, 도 10은 본 발명에 따른 적외선 센서 모듈이 하우징에 삽입된 사시도를 나타내고 있다.
도 6 및 도 7를 참조하면, 본 발명에 따른 적외선 센서 모듈을 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 표시 패널(100)은 두 기판(102,104)에 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 도 7에 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 액정 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, 다수의 적외선 센서 모듈(120,150,180)로부터 출사광을 반사하는 재귀 반사판(미도시)을 포함한다.
광학 센싱 유닛은 제1 내지 제3 적외선 센서 모듈(120,150,180)이 액정 표시 패널의 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 제1 기판(128)과, 제1 기판(128)의 양측면(128b,128c)에 적어도 두 개의 적외선 광원(122a,122b)이 서로 마주보도록 형성되어 적외선 광을 출사하는 제1 적외선 광원부과, 수광된 광을 집광하는 적어도 두 개의 광학 렌즈(126a,126b)를 가지는 제1 광학 렌즈부와, 제1 기판(128)의 내측면(128a)에 형성되어 집광된 광을 감지하는 적어도 하나의 센서(124)를 가지는 제1 센서부를 포함한다. 이러한, 제1 적외선 센서 모듈(120)은 액정 표시 패널(100)의 일측 상부 코너에서 화소 어레이로 광을 출사한다. 제1 적외선 광원부(122a,122b)으로부터 출사된 광은 재귀 반사판에 의해 반사되어 제1 광학 렌즈부(126a,126b)로 입사하게 되고, 제1 센서부(124)에 의해 터치 지점을 인식하게 된다.
제2 적외선 센서 모듈(150)은 액정 표시 패널(100)의 타측 상부 코너에 위치하며, 제2 적외선 센서 모듈(150)은 제2 기판(158)과, 제2 기판(158)의 양측면(158b,158c)에 적어도 두 개의 적외선 광원(152a,152b)이 서로 마주보도록 형성되어 적외선 광을 출사하는 제2 적외선 광원부과, 수광된 광을 집광하는 적어도 두 개의 광학 렌즈(156a,156b)를 가지는 제2 광학 렌즈부와, 제2 기판(158)의 내측면(158a)에 형성되어 집광된 광을 감지하는 적어도 하나의 센서(154)를 가지는 제2 센서부를 포함한다. 이러한, 제2 적외선 센서 모듈(150)은 액정 표시 패널(100)의 타측 상부 코너에서 화소 어레이로 광을 출사한다. 제2 적외선 광원부(122a,122b)으로부터 출사된 광은 재귀 반사판에 의해 반사되어 제2 광학 렌즈부(156a,156b)로 입사하게 되고, 제2 센서부(154)에 의해 터치 지점을 인식하게 된다.
제3 적외선 센서 모듈(180)은 액정 표시 패널(100)의 일측 하부 코너에 위치하며, 제3 적외선 센서 모듈(180)은 제3 기판(188)과, 제3 기판(188)의 양측면(188b,188c)에 적어도 두 개의 적외선 광원(188a,188b)이 서로 마주보도록 형성되어 적외선 광을 출사하는 제3 적외선 광원부과, 수광된 광을 집광하는 적어도 두 개의 광학 렌즈(186a,186b)를 가지는 제3 광학 렌즈부와, 제3 기판(188)의 내측면(188a)에 형성되어 집광된 광을 감지하는 적어도 하나의 센서(184)를 가지는 제3 센서부를 포함한다. 이러한, 제3 적외선 센서 모듈(180)은 액정 표시 패널(100)의 일측 하부 코너에서 화소 어레이로 광을 출사한다. 제3 적외선 광원부(182a,182b)으로부터 출사된 광은 재귀 반사판에 의해 반사되어 제3 광학 렌즈부(186a,186b)로 입사하게 되고, 제3 센서부(184)에 의해 터치 지점을 인식하게 된다.
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 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 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(200)을 포함한다. 도 9에 도시된 바와 같이 제1 내지 제3 하우징(140,170,200) 각각은 적외선 광을 출사하거나 입사하도록 하나의 수발광 개구부(142,172,202)를 가진다. 또한, 도 10은 제1 내지 제3 적외선 센서 모듈(120,150,180) 각각이 제1 하우징(140) 내지 제3 하우징(200)에 삽입 고정된 도면이며, 제1 내지 제3 적외선 센서 모듈(120,150,180)이 제1 내지 제3 하우징(140,170,200)에 삽입 고정된 후, 제1 내지 제3 광학 렌즈부의 제2 광학 렌즈(126b,156b,186b)의 전면에 적외선 광만을 투과하도록 광학 필터들(210)을 위치시킨다.
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 제1 적외선 광원부(122a,122b)로부터 광을 출사하거나 광이 제1 센서부(124)로 재입사되도록 하나의 홀로 형성된 제1 수발광부(132a)를 가지는 제1 몸체부(132)와, 제1 몸체부(132)와 일측으로 연결된 제1 수직부(134)와, 제1 몸체부(132)와 타측으로 연결된 제1 수평부(136)를 포함한다.
제2 브라켓(160)은 탑 케이스(110)의 타측 상부 코너에 조립된다. 제2 브라켓(160)은 제2 적외선 광원부(152a,152b)로부터 광을 출사하거나 광이 제2 센서부(154)로 재입사되도록 하나의 홀로 형성된 제2 수발광부(162a)를 가지는 제2 몸체부(162)와, 제2 몸체부(162)와 일측으로 연결된 제2 수직부(164)와, 제2 몸체부(162)와 타측으로 연결된 제2 수평부(166)를 포함한다.
제3 브라켓(190)은 탑 케이스(110)의 일측 하부 코너에 조립된다. 제3 브라켓(190)은 제3 적외선 광원부(182a,182b)로부터 광을 출사하거나 광이 제3 센서부(184)로 재입사되도록 하나의 홀로 형성된 제3 수발광부(192a)를 가지는 제3 몸체부(192)와, 제3 몸체부(192)와 일측으로 연결된 제3 수직부(194)와, 제3 몸체부(192)와 타측으로 연결된 제3 수평부(196)를 포함한다.
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 적외선 센서 모듈, 제2 적외선 센서 모듈
122a,122b : 제1 적외선 광원부 124 : 제1 센서
126a,126b : 제1 광학 렌즈부 128 : 제1 기판
130 : 제1 브라켓 140 : 제1 하우징
152a,152b : 제2 적외선 광원부 154 : 제2 센서
156a,156b : 제2 광학 렌즈부 158 : 제2 기판
160 : 제2 브라켓 170 : 제2 하우징
182a,182b : 제3 적외선 광원부 184 : 제3 센서
186a,186b : 제1 광학 렌즈부 188 : 제1 기판
190 : 제 3 브라켓 200 : 제3 하우징

Claims (14)

  1. 기판과;
    상기 기판의 제1측면에 인접하여 위치하며 적외선 광을 출사하는 제1 광원부;
    상기 제1측면과 마주보는 상기 기판의 제2측면에 인접하여 위치하며 적외선 광을 출사하는 제2 광원부;
    반사된 상기 적외선 광의 초점 거리를 조절하는 적어도 하나의 광학 렌즈부 및
    상기 기판의 제3측면에 인접하여 위치하며 초점 거리가 조절된 상기 적외선 광을 감지하는 적어도 하나의 센서를 가지는 센서부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 센서 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 인쇄 회로 기판(Printed Circuits Board) 또는 연성 인쇄 회로 기판(Flexible Printed Circuits Board)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 적외선 센서 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 하부면이 개구된 세 개의 측면으로 되는 것을 특징으로 하는 적외선 센서 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광학 렌즈부는 상기 센서부 전면에 배치된 제1 광학 렌즈와, 상기 제1 광학 렌즈와 이격되어 배치되며, 상기 제1 광학 렌즈와 대응되는 모양의 홈이 형성된 제2 광학 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 센서 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 광학 렌즈는 중앙의 선폭이 양측의 선폭보다 두껍게 형성되며, 제1 광학 렌즈의 중앙 부분은 볼록한 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 적외선 센서 모듈.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제2 광학 렌즈는 제1 광학 렌즈와 이격되어 형성되며, 제1 광학 렌즈와 대응되는 후면 영역에는 볼록한 형태의 홈이 형성되며, 전면 영역에는 곡면을 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 적외선 센서 모듈.
  7. 화상을 표시하는 표시 패널과;
    상기 표시 패널 상에 터치된 위치를 광학적 방식으로 검출하는 광학 센싱 유닛을 포함하며,
    상기 광학 센싱 유닛은
    기판과, 상기 기판의 제1측면에 인접하여 위치하며 적외선 광을 출사하는 제1 광원부 및 상기 기판의 제1측면과 마주보는 상기 기판의 제2측면에 인접하여 위치하며 적외선 광을 출사하는 제2 광원부와, 반사된 상기 적외선 광의 초점 거리를 조절하는 적어도 하나의 광학 렌즈를 가지는 광학 렌즈부와, 상기 기판의 제3측면에 인접하여 위치하며 초점 거리가 조절된 상기 적외선 광을 감지하는 적어도 하나의 센서를 가지는 센서부를 포함하는 적외선 센서 모듈,
    상기 적외선 센서 모듈을 삽입 고정하는 하우징,
    상기 적외선 센서 모듈로부터 출사된 상기 적외선 광을 반사시키는 반사판 및
    상기 광학 렌즈부 전면에 상기 적외선 광을 필터링하는 광학 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 적외선 광을 출사하거나 입사할 수 있도록 하나의 수발광 개구부가 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 기판은 인쇄 회로 기판(Printed Circuits Board) 또는 연성 인쇄 회로 기판(Flexible Printed Circuits Board)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 기판은 하부면이 개구된 세 개의 측면으로 되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 광학 렌즈부는 상기 센서부 전면에 배치된 제1 광학 렌즈와, 상기 제1 광학 렌즈와 이격되어 배치되며, 상기 제1 광학 렌즈와 대응되는 모양의 홈이 형성된 제2 광학 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 광학 렌즈는 중앙의 선폭이 양측의 선폭보다 두껍게 형성되며, 제1 광학 렌즈의 중앙 부분은 볼록한 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제2 광학 렌즈는 제1 광학 렌즈와 이격되어 형성되며, 제1 광학 렌즈와 대응되는 후면 영역에는 볼록한 형태의 홈이 형성되며, 전면 영역에는 곡면을 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제7항에 있어서,
    상기 적외선 센서 모듈은 상기 표시 패널의 세 모서리 각각에 배치된 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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