KR101780973B1 - 이종센서 통합형 정전식 터치 오버레이 장치 - Google Patents

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김영중
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나노터치시스템(주)
김영중
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Abstract

본 발명은 이종센서 통합형 정전식 터치 오버레이 장치에 관한 것으로서, 모니터 분리형의 터치 오버레이 패널을 구비하며 터치 스크린 기능 뿐만 아니라 복수의 이종 IoT 센서를 접속하여 사용할 수 있도록 하는 이종센서 통합형 정전식 터치 오버레이 장치에 관한 것이다.
본 발명의 이종센서 통합형 정전식 터치 오버레이 장치는, 센서 필름, 보호 유리 및 프레임을 포함하여 구성되며, 사용자의 터치 동작을 수용하여 전기 신호를 생성하는 터치 오버레이 패널(110); 및 터치 오버레이 패널(110)에 접속되며, 전기 신호를 수신하여 터치 위치정보를 생성하는 컨트롤러(120); 를 포함하되, 컨트롤러(120)는 복수의 이종센서(130)를 장착하도록 구성되며, 이종센서(130)의 감지정보 및 사용자에 의한 터치 오버레이 패널(110)의 터치에 따른 터치 위치정보 중 어느 하나 이상을 컨트롤러(120)에 연결되는 컴퓨터(10)에 전달함으로써, 컴퓨터(10)에서 구동되는 프로그램에 의해 이종센서(130) 또는 컴퓨터(10)에 연결된 디스플레이(20) 중 어느 하나 이상을 제어하도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

이종센서 통합형 정전식 터치 오버레이 장치{A capacitive touch overlay device integrated with heterogeneous sensors}
본 발명은 이종센서 통합형 정전식 터치 오버레이 장치에 관한 것으로서, 모니터 분리형의 터치 오버레이 패널을 구비하며 터치 스크린 기능뿐만 아니라 복수의 이종 IoT 센서를 접속하여 제어할 수 있도록 하는 이종센서 통합형 정전식 터치 오버레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로 모니터 일체형 터치 스크린은 도 1에 도시된 바와 같이, 모니터 출시 때 LCD 전면에 터치 스크린 및 전면보호판을 결합하는 방식으로 터치 스크린을 장착하여 모니터에 일체형으로 제작 출시되었으며, 정전식 터치 스크린의 동작원리는 도 2 내지 3에 도시된 바와 같이 2개(x전극 패턴막, y전극 패턴막)의 투명 전도막과 보호 유리 접합으로 구성된 센서 모듈과 이를 제어하기 위한 컨트롤러로 구성된다. 2개의 투명 전도막은 전도성 필름에 특정 모양의 전극 패턴을 입혀서 터치했을 때 미세한 전류가 흐르도록, 컨트롤러에서 공급되는 전원에 의해 일정한 커패시턴스(Capacitance, 정전용량) 필드가 형성되며, 손가락 등으로 터치 스크린을 터치할 경우 터치한 지점에 커패시턴스의 변화가 발생하는데, 컨트롤러에서 이러한 변화를 전압의 변화로 읽어들여 x, y 좌표 분석에 의해 터치한 위치를 알아내게 된다. 이렇게 컨트롤러에서 읽어낸 위치는 USB 케이블 등을 통해 전달되고 컴퓨터와 OS에 연동하여 디스플레이 화면에 시각적으로 표시하여 준다.
종래 기술인 등록특허공보 제10-0476789호 "LCD 모니터의 터치스크린 고정구조"에는 LCD 모듈이 장착된 리어캐비닛과 프론트캐비닛 사이에 부착되는 터치 스크린이 오랜 기간 사용되고 난 후에도 지정위치에서 벗어나지 않고 안정되게 유지될 수 있도록 한 LCD 모니터의 터치스크린 고정구조에 관하여 개시하고 있다. 이와 같이, 종래의 터치 기능을 구비하는 모니터는 출시할 때 일체형으로 장착해서만 출시할 수 밖에 없었으므로 가격이 비싸고, 일반 시중에 판매하는 모니터로는 터치 기능을 구현할 수 없었다.
한편, 컴퓨터 화면을 제어하는 방식이 근접 위치에서 터치나 유무선 마우스에 의해서만 제한적으로 가능한 문제점이 있으며, 또한, 현재의 추세가 융/복합 기기가 활성화되는 시점인데 반하여, 터치 스크린과 각종 센서의 통합 설계 및 동작을 구현하지 못하고 있으며, 원격으로 모니터의 터치 제어를 할 수 없는 문제점이 있다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 디스플레이 일체형이 아닌 분리형 터치 스크린을 구현하기 위한 목적이 있다.
또한, 본 발명은 분리형 터치 스크린을 이용하여 원격에서 디스플레이를 터치 제어하기 위한 목적이 있다.
또한, 본 발명은 터치 스크린 기능 뿐만 아니라 복수의 이종 IoT 센서와의 접속 및 제어가 가능한 다용도 터치 스크린을 구현하기 위한 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 모바일 기기를 이용하여 원격에서 터치 스크린의 제어 및 이종센서의 제어가 가능하도록 하기 위한 또 다른 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은 이종센서 통합형 정전식 터치 오버레이 장치에 있어서, 센서 필름, 보호 유리 및 프레임을 포함하여 구성되며, 사용자의 터치 동작을 수용하여 전기 신호를 생성하는 터치 오버레이 패널; 및 상기 터치 오버레이 패널에 접속되며, 상기 전기 신호를 수신하여 터치 위치정보를 생성하는 컨트롤러; 를 포함하되,
상기 컨트롤러는 복수의 이종센서를 장착하도록 구성되며, 상기 이종센서의 감지정보 및 사용자에 의한 상기 터치 오버레이 패널의 터치에 따른 터치 위치정보 중 어느 하나 이상을 상기 컨트롤러에 연결되는 컴퓨터에 전달함으로써, 상기 컴퓨터에서 구동되는 프로그램에 의해 상기 이종센서 또는 상기 컴퓨터에 연결된 디스플레이 중 어느 하나 이상을 제어하도록 하는 것을 특징으로 하는 이종센서 통합형 정전식 터치 오버레이 장치에 의해 달성된다.
또한, 상기 컨트롤러는 상기 컨트롤러에 융합 장착된 상기 이종센서가 감지한 감지정보를 컴퓨터로 송신하고, 상기 컴퓨터는 수신한 상기 감지정보에 따른 상기 이종센서의 작동 상태에 대하여 상기 디스플레이 또는 스피커를 통하여 나타내거나 경고하도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 모바일 기기를 이용하여 상기 컴퓨터에 접속하여 상기 컨트롤러에 장착된 상기 이종센서를 원격에서 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 모바일 기기에 구비된 디스플레이를 터치 제어하여 장소를 달리하는 복수 개로 구비되는 상기 터치 오버레이 패널을 원격에서 제어함으로써, 상기 터치 오버레이 패널에 관련된 상기 컴퓨터, 상기 디스플레이, 상기 이종센서 중 어느 하나 이상을 작동하거나 제어하도록 하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명의 이종센서 통합형 정전식 터치 오버레이 장치는 디스플레이 일체형이 아닌 분리형 터치 스크린을 구현함으로써, 정전방식의 터치 오버레이 기능을 부여하면서 사용자들에게 시중에서 판매되는 디스플레이 모니터나 TV를 임의로 선택하여 터치 기능을 부여할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 터치 스크린 기능 뿐만 아니라 복수의 이종 IoT 센서와의 접속이 가능한 다용도 터치 스크린을 구현하는 다른 효과가 있다.
또한, 본 발명은 사용자의 터치에 의해 디스플레이를 제어함으로써 이종센서의 제어가 가능하며, 모바일 기기를 이용하여 원격에서 터치 스크린의 제어 및 이종센서의 제어가 가능한 또 다른 효과가 있다.
도 1은 종래 기술의 터치 스크린 장치의 구성도,
도 2는 종래 기술의 터치 스크린을 터치했을 때 투명 전극 위에 형성되는 커패시턴스 개념도,
도 3은 종래 기술의 터치 스크린을 터치했을 때 투명 전극 사이의 전기적 동작을 나타내는 입체도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이종센서 통합형 정전식 터치 오버레이 장치의 구성도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 이종센서 통합형 정전식 터치 오버레이 장치의 터치 오버레이 패널의 투명전극 패턴구조를 나타내는 그림,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 이종센서 통합형 정전식 터치 오버레이 장치의 컨트롤러의 블록도이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이종센서 통합형 정전식 터치 오버레이 장치의 구성도, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 이종센서 통합형 정전식 터치 오버레이 장치의 터치 오버레이 패널의 투명전극 패턴구조를 나타내는 그림이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 이종센서 통합형 정전식 터치 오버레이 장치의 컨트롤러의 블록도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 이종센서 통합형 정전식 터치 오버레이 장치는, 센서 필름, 보호 유리 및 프레임을 포함하여 구성되며, 사용자의 터치 동작을 수용하여 전기 신호를 생성하는 터치 오버레이 패널(110); 및 상기 터치 오버레이 패널(110)에 접속되며, 상기 전기 신호를 수신하여 터치 위치정보를 생성하는 컨트롤러(120); 를 포함하되, 상기 컨트롤러(120)는 복수의 이종센서(130)를 장착하도록 구성되며, 상기 이종센서(130)의 감지정보 및 사용자에 의한 상기 터치 오버레이 패널(110)의 터치에 따른 터치 위치정보 중 어느 하나 이상을 상기 컨트롤러(120)에 연결되는 컴퓨터(10)에 전달함으로써, 상기 컴퓨터(10)에서 구동되는 프로그램에 의해 상기 이종센서(130) 또는 상기 컴퓨터(10)에 연결된 디스플레이(20) 중 어느 하나 이상을 제어하도록 하는 것을 특징으로 한다.
터치 오버레이 패널(110)은, 사용자 손가락의 터치 동작에 따라 터치 오버레이 패널(110)에 투명 전극(111, 112)에 의해 수평 수직으로 설계된 회로에 전기적으로 영향을 받아 터치한 지점에서 전류의 흐름이 변하게 되는데, 도 5에 나타낸 것처럼 전류가 변한 지점의 투명 X, Y 전극(111, 112) 회로의 전기 신호(113)를 유연 커넥터(FPCB에 구현)에 의해 접속 연결되는 컨트롤러(120)에서 수신하여 터치 위치정보를 수집/생성하게 된다.
기존의 정전식 터치 기능은 디스플레이 모니터에 일체형으로 부착되어 출시되었으므로, 디스플레이의 가격, 디자인 또는 기능면에서 사용자가 선택할 수 있는 옵션이 매우 제한되어 있었지만, 본 발명의 터치 오버레이 패널(110)은 디스플레이 분리형으로서 시중에 판매하는 모니터나 TV를 선택하여 터치 스크린을 탈부착하여 터치 기능을 사용할 수 있으므로, 비용이 절감되고 디자인과 기능을 사용자가 선택할 수 있는 장점이 있다.
컨트롤러(120)는 사용자에 의한 터치 오버레이 패널(110)의 터치에 따른 전기 신호(113)를 터치 오버레이 패널(110)로부터 수신받아 터치 위치정보를 수집하여 컨트롤러(120)에 연결되는 컴퓨터(10)에 전달함으로써, 컴퓨터(10)에서 구동되는 터치 위치정보를 처리하는 프로그램에 의해 터치 위치정보를 분석하여 컴퓨터 OS에서 디스플레이(20)에 터치 좌표에 의한 동작 구동 또는 그래픽 표현을 하도록 디스플레이(20)를 제어하도록 한다.
한편, 컨트롤러(120)는 터치 위치정보의 생성/수집/전달 뿐만 아니라 복수 개의 이종센서(130)와의 융합이 가능하도록 구성된다. 즉, 온/습도센서, 근접센서, 화재감지센서, 초음파센서, 정전용량센서 이외에 직렬 통신이나 온오프 인식 기능에 의한 센서 등을 포함하는 다양한 IoT(Internet of Thing) 센서를 컨트롤러(120)에 통합되게 장착하도록 하며, 이를 위하여 컨트롤러(120)는 도 6에 나타낸 것처럼 CPU(125), 메모리(126) 이외에 터치 오버레이 패널(120)과의 터치 데이터의 송/수신(예를 들어, 터치 오버레이 패널(120)로부터의 전기 신호의 수신, 및 수신된 전기 신호에 따라 생성한 터치 위치정보에 따른 컴퓨터(10)의 디스플레이 제어 정보의 송신)을 위한 터치센서 Tx/Rx 모듈(121,122), 이종센서(130)와의 접속을 위한 이종센서 인터페이스 모듈(123), 및 컴퓨터(10)와의 연결을 위한 USB 인터페이스 모듈(124)을 포함할 수 있다.
컨트롤러(120)는 장착된 이종센서(130)가 감지한 감지정보를 USB 연결 등에 의해 컴퓨터(10)로 송신하고, 컴퓨터(10)는 수신된한 감지정보에 관련된 센서 연동의 응용 프로그램을 구동하여 이종센서(130)의 작동을 제어하도록 하며, 이종센서(130)의 작동상태 및 감지 대상물의 상태를 프로그램을 이용하여 컴퓨터(10)에 연결된 디스플레이(20)의 화면 컬러를 빨간색 또는 여러 가지 색상으로 표현하거나 스피커(미도시)를 통하여 소리로 나타내는 등 다양한 방법으로 경고하도록 할 수 있다.
기존 터치 센서의 컨트롤러는 단순 터치 기능만 지원하고 있는데 반하여 본 발명은 여러 종류의 IoT 센서를 컨트롤러에 접속하여 사용할 수 있는 기능을 가지므로, 산업 현장, 광고시장, 의료분야, 교육분야, 가정, 재난방지가 요구되는 현장에서 저렴하고 간단하게 사용할 수 있는 솔루션을 제공할 수 있다.
즉, 가정에서 화재감시 및 알람, 가스누출 감지 및 알람, 온/습도 알림, 외부에서 실내 모니터링 기능 등에 활용하거나, 산업/공공현장에서 물체접근 인식, 충격 감시, 유리깨짐 인지, 침입자 감시, 재질(종이, 물, 철, 나무 등)을 인지하여 보고하는 시스템에 적용하거나, 또는 광고 분야에서 인터랙티브(interactive)한 터치 기능과 사용자 접근 시 동작하도록 센서 연동형 동작시스템에 적용하여 사운드 및 디스플레이 화면 컬러를 변화시키는 등 용이하고 저비용으로 광고 시스템을 구축하는 것이 가능하도록 한다.
본 발명의 다른 특징은 스마트 기기 등의 모바일 기기(30)를 이용하여 컨트롤러(120)에 융합 장착된 복수 개의 이종센서(130)를 제어하도록 하는 구성에 있다. 즉, 모바일 기기(30)와 컨트롤러(120)가 컴퓨터(10)에 연결되어 인터넷에 접속되어 있다면, 모바일 기기(30)를 이용해 컴퓨터(10)에 접속하여 원격에서 컨트롤러(120)에 융합 장착된 이종센서(130)들을 직접 제어할 수 있으므로, 각종 IoT 센서 접속장치와 별도의 장치가 필요없이 컨트롤러(120)에 통합하여 IoT 센서를 제어할 수 있게 된다.
본 발명의 또 다른 특징은 모바일 기기(30)를 이용하여 터치 오버레이 패널(110)을 제어하는 구성에 있다. 상세하게는, 모바일 기기(30)에 구성한 애플리케이션을 이용하여 다른 장소에 구비될 수 있는 복수 개의 터치 오버레이 패널(110)을 원격에서 제어하도록 한다.
즉, 터치 오버레이 패널(110)을 직접 터치 제어하거나, 모바일 기기(30)에 구비된 디스플레이를 터치하여 원격에서 복수 개로 구비되는 터치 오버레이 패널(110)을 터치 제어함으로써, 컴퓨터(10), 디스플레이(20), 이종센서(130)를 작동하고 제어할 수 있도록 한다.
터치 오버레이 패널(110)을 컨트롤러(120)를 통하여 컴퓨터(10)에 연결하여 사용하기 때문에, 다수의 현장 또는 원격 현장에서 복수 개의 디스플레이(20)에 터치 오버레이 패널(110)이 복수 개 설치되어 있더라도, 터치 오버레이 패널(110)이 컨트롤러(120)에 의해 컴퓨터(10) 및 인터넷에 연결되어 있다면 컨트롤러(120)와 모바일 기기(30) 간의 터치 위치정보 변환작업이 이루어지도록 구성된 모바일 기기(30)에 의해 간편하게 복수 개의 터치 오버레이 패널(110)을 원격에서 터치 제어할 수 있다. 또한, 터치 기능과 동시에 마우스 기능이 필요한 작업에서는 모바일 기기(30)를 이용하여 에어 마우스(모바일 기기를 흔들어서 마우스 기능을 대신 가능) 역할을 부여할 수도 있다.
한편, 컨트롤러(120)와 모바일 기기(30) 간의 터치 위치정보 변환작업은 컴퓨터(10)에서 구동되는 터치 위치정보를 처리하는 프로그램과 동일한 처리 과정으로 수행되며, 모바일 기기(30)에서 구동되는 애플리케이션으로 구현할 수도 있다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
110 : 터치 오버레이 패널 120 : 컨트롤러
130 : 이종센서

Claims (4)

  1. 이종센서 통합형 정전식 터치 오버레이 장치에 있어서,
    센서 필름, 보호 유리 및 프레임을 포함하여 구성되며, 사용자의 터치 동작을 수용하여 전기 신호를 생성하는 터치 오버레이(overlay) 패널(110); 및
    상기 터치 오버레이 패널(110)에 접속되며, 상기 전기 신호를 수신하여 터치 위치정보를 생성하는 컨트롤러(120); 를 포함하되,
    상기 컨트롤러(120)는 복수의 이종센서(130)를 장착하도록 구성되며, 터치 데이터의 송/수신을 위한 터치센서 Tx/Rx 모듈(121,122), 상기 이종센서(130)와의 접속을 위한 이종센서 인터페이스 모듈(123), 및 컴퓨터(10)와의 연결을 위한 USB 인터페이스 모듈(124)을 포함하고,
    상기 이종센서(130)의 감지정보 및 사용자에 의한 상기 터치 오버레이 패널(110)의 터치에 따른 터치 위치정보 중 어느 하나 이상을 상기 컨트롤러(120)에 연결되는 상기 컴퓨터(10)에 전달함으로써, 상기 컴퓨터(10)에서 구동되는 프로그램에 의해 상기 이종센서(130) 또는 상기 컴퓨터(10)에 연결된 디스플레이(20) 중 어느 하나 이상을 제어하도록 하는 것을 특징으로 하는 이종센서 통합형 정전식 터치 오버레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러(120)는 상기 컨트롤러(120)에 융합 장착된 상기 이종센서(130)가 감지한 감지정보를 컴퓨터(10)로 송신하고, 상기 컴퓨터(10)는 수신한 상기 감지정보에 따른 상기 이종센서(130)의 작동 상태에 대하여 상기 디스플레이(20) 또는 스피커를 통하여 나타내거나 경고하도록 하는 것을 특징으로 하는 이종센서 통합형 정전식 터치 오버레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    모바일 기기(30)를 이용하여 상기 컴퓨터(10)에 접속하여 상기 컨트롤러(120)에 장착된 상기 이종센서(130)를 원격에서 제어하도록 하는 것을 특징으로 하는 이종센서 통합형 정전식 터치 오버레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    모바일 기기(30)에 구비된 디스플레이를 터치 제어하여 상기 터치 오버레이 패널(110)을 원격에서 제어함으로써, 상기 터치 오버레이 패널(110)에 관련된 상기 컴퓨터(10), 상기 디스플레이(20), 상기 이종센서(130) 중 어느 하나 이상을 작동하거나 제어하도록 하는 것을 특징으로 하는 이종센서 통합형 정전식 터치 오버레이 장치.







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KR1020170010881A KR101780973B1 (ko) 2017-01-24 2017-01-24 이종센서 통합형 정전식 터치 오버레이 장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2021191574A1 (en) * 2020-03-26 2021-09-30 Peratech Holdco Ltd Gaming device

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