KR101956659B1 - 비접촉 입력 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

평면에서 볼 때 교차하는 제1 미소 반사면, 제2 미소 반사면(20, 21)이 각각 동일 평면 상에 다수 세워져 배치된 광 결상 수단(13)과, 광 결상 수단(13)의 한쪽에 설치된 디스플레이(11)를 가지고, 디스플레이(11)의 화상(11a)을 광 결상 수단(13)의 다른 쪽에 제1 실상(12)으로서 형성하고, 제1 실상(12)에 접촉된 지시 수단(34)의 화상 위치를 광학적으로 검지하는 비접촉 입력 장치(10)에 있어서, 디스플레이(11)의 표면에, 바깥쪽으로부터의 광만을 검지하는 센서 소자(28)가 나란히 설치된 광센서(26)를 가지고, 지시 수단(34)으로부터의 반사광을 광 결상 수단(13)을 통하여 디스플레이(11) 상에 제2 실상(35)으로서 형성하고, 제2 실상(35)의 위치를 광센서(26)로 검지한다.

Description

비접촉 입력 장치 및 방법{NON-CONTACT INPUT DEVICE AND METHOD}
본 발명은, 공중에 실상을 형성하고, 이 실상(예를 들면, 터치 패널상)을 보면서 지시 수단(예를 들면, 손가락)의 조작에 의해 신호 입력이 가능한 비접촉 입력 장치 및 방법(즉, 재생 화상의 지시 위치를 비접촉으로 검지하는 장치 및 방법)에 관한 것이다.
디스플레이(표시기)에 화상을 표시하고, 화상의 특정 장소를 손가락으로 누르면 감압 센서 등에 의해 압압(押壓) 부분의 XY 좌표가 검지되고, 이 입력 신호에 의해 다음의 동작을 행하는 것은 종래부터 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
또한, 특허문헌 2에 기재되어 있는 바와 같이, 디스플레이의 바로 위에 발광 소자와 수광 소자를 XY축을 따라 다수 평행하게 배열하여 매트릭스를 형성하고, 손가락이나 펜 등의 장해물로 디스플레이의 표면을 터치한 경우에는, 그 장해물이 매트릭스를 가로지름으로써, 디스플레이와 맞닿은 위치를 검지하는 것도 제안되어 있다.
한편, 특허문헌 3에는, 투명 평판의 내부에 다수의 제1 평면 광 반사부, 제2 평면 광 반사부를 평행하게 또한 일정 간격으로 각각 배열한 제1 광 제어 패널, 제2 광 제어 패널을, 제1 평면 광 반사부, 제2 평면 광 반사부가 평면에서 볼 때 직교 상태로 되도록 접촉 또는 근접 배치한 광 결상 수단을 사용하여, 디스플레이의 화상과 디스플레이 표면에 적외선을 난반사시킨 화상을 동시에 재생 화상으로서 공중에 표시하고, 재생 화상에 터치된 지시 수단의 위치를 이차원 적외선 카메라에 의해 검지하여, 재생 화상의 지시 위치를 검지하는 방법 및 장치가 제안되어 있다.
또한, 특허문헌 4에 기재되어 있는 바와 같이, 액정 패널을 구성하는 트랜지스터 형상면에 광센서를 내장(內藏)시키고, 액정 표면에서의 손가락에 의한 멀티 터치나 터치펜의 움직임의 형상을 인식하는 장치도 제안되어 있다.
일본공개특허 제2006-39745호 공보 일본공개특허 제2000-56928호 공보 일본특허 제5509391호 공보 일본공개특허 제2011-29919호 공보
그러나, 특허문헌 1, 특허문헌 2에 기재된 터치 패널에 있어서는, 평면형 디스플레이가 존재하고, 디스플레이에 특정한 평면 화상이 표시되고, 그 디스플레이 상의 특정 위치를 압압하여 입력 위치를 검지할 수 있는 구조로 되어 있었다. 따라서, 손가락이나 펜 등으로 화상을 누른 경우, 반드시 디스플레이면 또는 터치 패널면에 접촉 또는 충돌하여, 디스플레이 등이 오염되거나, 또는 디스플레이에 흠집을 내는 경우가 있었다.
특허문헌 3에는, 디스플레이 외에 적외선의 발생 수단(적외선 라이트), 적외선의 난반사면, 및 적외선 카메라도 필요해져 장치 구성이 보다 복잡하게 된다. 또한, 적외선 발생 수단, 적외선 카메라는 디스플레이 및 광 결상 수단과는 별도의 위치에 배치되어 있으므로, 설치 공간을 필요로 한다는 문제가 있었다. 그리고, 디스플레이의 정면 측에 적외선의 난반사면을 두기 때문에, 디스플레이의 광의 일부가 흡수된다는 문제가 있었다. 또한, 특허문헌 3에서는, 광 결상 수단을 사용하고 있으므로 렌즈와 같이 결상을 위한 초점 거리는 갖지 않지만, 특히, 적외선 카메라를 사용하는 경우, 설치 위치를 선정하고, 영상에 대한 초점(초점) 조정을 더 행할 필요가 있다.
특허문헌 4에는, 백라이트가 부착된 액정 패널과, 액정 패널에 터치된 것을 반사광에 의해 검지하는 광센서를 포함한 광학식 터치 패널이 제안되어 있지만, 터치 패널은 공중 결상 방식은 아니다.
또한, ATM 등에서도 디스플레이를 이용한 터치 패널은 사용되고 있지만, 불특정 다수의 사람이 화면을 만지므로 위생적이지 않고, 접촉 감염 방지에는 유효하지 않았다.
또한, 디스플레이를 향해 광이 조사(照射)되면, 그 반사광이 디스플레이로부터 방사되어, 디스플레이를 보기 힘든 경우가 있었다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 위해 이루어진 것이며, 결상시키는 화상을 다른 광원으로부터의 반사광이 아닌 공간 화상으로 하고, 이 공간 화상의 특정 위치를 손가락, 지시봉, 터치펜 등의 지시 수단에 의해 가리켜 그 위치를 검지하고, 디스플레이에 물리적으로 접촉하지 않아도 신호 입력이 가능한 비접촉 입력 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적에 따르는 본 발명에 관한 비접촉 입력 장치는, 평면에서 볼 때 교차하는 제1 미소(微小) 반사면, 제2 미소 반사면이 각각 동일 평면 상에 다수 세워져 배치되고, 각 상기 제1 미소 반사면으로부터의 제1 반사광을, 대응하는 상기 제2 미소 반사면에서 받아 제2 반사광으로 하는 광 결상 수단과, 상기 광 결상 수단의 한쪽에 거리를 두고 설치된 디스플레이를 가지고, 상기 디스플레이의 화상을 상기 광 결상 수단의 다른 쪽에 제1 실상(實像)으로서 형성하고, 상기 제1 실상에 접촉된 지시 수단의 화상 위치를 광학적으로 검지하는 비접촉 입력 장치에 있어서,
상기 디스플레이의 표면에, 바깥쪽으로부터의 광만을 검지하는 센서 소자가 나란히 설치된 광센서를 가지고, 상기 지시 수단으로부터의 반사광을 상기 광 결상 수단을 통하여 상기 디스플레이 상에 제2 실상으로서 형성하고, 상기 제2 실상의 위치를 상기 광센서로 검지한다.
본 발명에 관한 비접촉 입력 장치에 있어서, 상기 디스플레이로부터 발해지는 광의 일부 또는 전체는 고주파 변조(예를 들면, 수kHz∼200MHz)되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 디스플레이로부터 발해지는 광은 적외선을 포함하고, 상기 각 센서 소자는 적외선 센서 소자인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 광센서(적외선 센서)는 시트형으로 형성하는 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명에 관한 비접촉 입력 장치에 있어서, 상기 각 센서 소자는 안쪽에 비투광재(非透光材)가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 상기 센서 소자가 가시광의 광센서 소자인 경우에는, 가시광을 차단하는 비투광재를 사용하고, 상기 센서 소자가 적외선 센서 소자인 경우에는, 적외선을 차단하는 비투광재를 사용한다.
또한, 상기 목적에 따르는 본 발명에 관한 비접촉 입력 방법은, 평면에서 볼 때 교차하는 제1 미소 반사면, 제2 미소 반사면이 각각 동일 평면 상에 다수 세워져 배치되고, 각 상기 제1 미소 반사면으로부터의 제1 반사광을, 대응하는 상기 제2 미소 반사면에서 받아 제2 반사광으로 하는 광 결상 수단과, 상기 광 결상 수단의 한쪽에 거리를 두고 설치된 디스플레이를 사용하여, 상기 디스플레이의 화상을 상기 광 결상 수단의 다른 쪽에 제1 실상으로서 형성하고, 상기 제1 실상에 접촉된 지시 수단의 화상 위치를 광학적으로 검지하는 비접촉 입력 방법에 있어서,
상기 디스플레이의 표면에 바깥쪽으로부터의 광(만)을 검지하는 센서 소자가 나란히 설치된 광센서를 설치하고, 상기 제1 실상에 접촉된 상기 지시 수단의 화상을, 상기 디스플레이의 표면에 제2 실상으로서 형성하고, 상기 광센서로 상기 제2 실상의 위치를 검지한다.
그리고, 본 발명에 관한 비접촉 입력 방법에 있어서, 상기 디스플레이로부터 발해지는 광은 적외선을 포함하고, 상기 각 센서 소자는 적외선 센서 소자인 것이 바람직하다.
본 발명에 관한 비접촉 입력 장치 및 비접촉 입력 방법은, 디스플레이의 표면에, 바깥쪽으로부터의 광만을 검지하는 센서 소자가 나란히 설치된 광센서를 가지고, 지시 수단으로부터의 반사광을 광 결상 수단을 통하여 디스플레이 상에 제2 실상으로서 형성하고, 제2 실상의 위치를 광센서로 검지하므로, 특별한 적외선 발생 수단이나 적외선 카메라 등을 포함하지 않고, 비교적 간단하게, 지시 수단의 위치를 검출할 수 있다.
또한, 광 결상 수단은 렌즈(카메라)와 달리, 특별한 초점 거리를 갖지 않기 때문에, 디스플레이의 위치가 변경되어도, 지시 수단의 화상은 원래의 디스플레이 상에 결상하고, 보다 정확한 지시 수단(예를 들면, 손가락, 펜 끝 등)의 위치의 검출이 가능하다.
특히, 본 발명에 관한 비접촉 입력 장치 및 비접촉 입력 방법에 있어서, 디스플레이로부터 발해지는 광이 적외선을 포함하고, 광센서의 센서 소자가 적외선 센서 소자인 경우에는, 육안으로 관찰할 수 없는 적외선에 의해, 지시 수단의 위치를 검지할 수 있다.
또한, 본 발명에 관한 비접촉 입력 장치에 있어서, 광센서가 시트형으로 형성되는 경우, 광센서를 가지는 디스플레이의 제조가 용이해지고, 통상의 디스플레이의 채용도 가능해진다. 또한, 광으로서 가시광을 사용하는 경우에는, 종래의 「광센서 액정 패드」를 그대로 디스플레이에 이용할 수 있다. 이 경우에는, 센서 소자는 안쪽에 비투광재를 배치하여, 바깥쪽으로부터의 광만을 검지하도록 하는 것이 바람직하다. 그리고, 광센서를 시트형으로 하여 디스플레이 상에 탑재하는 경우에는, 디스플레이와는 별도의 구조인 것이어도 된다.
시트형의 광센서로 수광한 제2 실상은, 각 센서 소자의 수광 데이터로부터 무게중심 위치를 찾는 등의 연산 처리를 행한 지시 수단(예를 들면, 손가락끝)의 위치를 구한다.
여기서, 디스플레이의 화상을 키보드 등으로 하는 경우에는, 특별한 광선 화상(예를 들면, 스포트라이트)을 개개의 키보드 중심에 형성하는 것이 바람직하다. 이로써, 광센서의 위치도 광선 화상에 맞추어, 검지 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 관한 비접촉 입력 장치의 설명도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 관한 비접촉 입력 장치에 사용하는 광 결상 수단의 설명도이다.
도 3의 (A), 도 3의 (B)는, 각각 본 발명의 일 실시예에 관한 비접촉 입력 장치에 사용하는 디스플레이의 설명도이다.
이어서, 첨부한 도면을 참조하면서, 본 발명을 구체화한 실시예에 대하여 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 관한 비접촉 입력 장치(10)는, 평면형 디스플레이(11)와 예를 들면 30∼60도의 각도 α를 가지고 이격되어 형성되고, 디스플레이(11)에 표시되는 화상(11a)(도 2 참조)을 입광(入光)하여 대칭 위치에 디스플레이(11)의 화상(11a)을 제1 실상(12)으로서 결상하는 광 결상 수단(13)을 포함하고 있다. 그리고, 여기서, 디스플레이로서는 통상의 액정 디스플레이와 같이 평면 판형인 것 외에, 내부에 광원을 가지는 입체형인 것, 키보드와 같이 한쪽에만 요철을 가지는 것을 사용할 수도 있고, 경우에 따라서는, 내부에 광원(백라이트)을 가지는 간판(전광 표시기 등의 정지 화상 표시기)과 같은 것도 사용할 수 있다. 특히, 정지 화상은 입체 또는 평면형인 것이어도 된다.
또한, 광 결상 수단(13)이 투명 플라스틱, 유리 등의 투명재를 주요 재료로서 사용하고 있는 경우에는, 공기 중으로부터 투명재에 입광하고, 투명재로부터 공기 중에 출광(出光)할 때, 투명재의 재질에 기인하는 굴절을 발생시키므로, 굴절각을 고려하여 디스플레이(11)의 위치를 결정한다. 그리고, 광 결상 수단에 대한 디스플레이의 위치는 어느 정도 자유롭고, 렌즈계를 사용하는 경우의 초점 맞춤은 필요하지 않다.
광 결상 수단(13)은, 도 2에 상세를 나타낸 바와 같이, 일면 측을 접촉 또는 근접하여 배치된 각각 두께가 t1, t2(예를 들면, 0.1∼5㎜)인 평판형의 제1 광 제어 패널, 제2 광 제어 패널(14, 15)을 가지고 있다. 제1 광 제어 패널, 제2 광 제어 패널(14, 15) 내부에는, 각각 한쪽의 면에 수직으로 다수이면서 또한 밴드형인 평면 광 반사부(18, 19)가 일정한 피치(p1, p2)로 다수 나란히 형성되어 있다. 여기서, 제1 광 제어 패널, 제2 광 제어 패널(14, 15)의 세워 설치되는 평면 광 반사부(18, 19)는 평면으로 볼 때 교차하여(본 실시예에서는 직교 상태로) 배치되어 있다.
제1 광 제어 패널, 제2 광 제어 패널(14, 15)은, 평면 광 반사부(18, 19) 이외의 부분은 유리 또는 투명 플라스틱 등의 투명재로 형성되어 있다. 상기 평면 광 반사부(18, 19)는 반사 효율이 양호한 금속 시트, 증착 금속, 중간부에 접착제층을 가지는 금속 시트, 또는 경면 시트로 이루어져, 표리 양면이 반사면으로 되어 있는 것이 바람직하지만, 한쪽 면만이 반사면으로 되어 있는 경우라도 본 발명은 적용된다. 그리고, 광 결상 수단(13)의 제조 방법에 대해서는, 예를 들면, WO2009/131128 A1 등에 기재되어 있다. 또한, 반사 효율이 높은 금속에는 예를 들면, 알루미늄, 은, 티탄, 니켈, 크롬 등이 있다.
통상은 각 평면 광 반사부(18, 19)의 피치 p1, p2는 동일하고, 제1 광 제어 패널, 제2 광 제어 패널(14, 15)의 두께 t1, t2는 동일한 것이 생산 효율상 바람직하므로, 이후, 평면 광 반사부(18, 19)의 피치는 p로서, 제1 광 제어 패널, 제2 광 제어 패널(14, 15)의 두께는 t로서 취급한다. 이와 같은 광 결상 수단(13)을 평면에서 볼 때, 도 1의 부분 확대도에 나타낸 바와 같이, 평면 광 반사부(18, 19)가 교차하여 다수의 정사각형 프레임을 형성한다. 이 경우의 하나의 프레임(즉, 1층분의프레임)의 아스펙트비 γ(높이/폭)는, 두께(t)/피치(p)로 된다. 아스펙트비 γ는, 1∼4.5 정도로 되지만, 하나의 평면 광 반사부(18, 19)에서 복수회 반사시켜 보다 밝은 제1 실상(12)을 얻기 위해서는, 2.5∼4.5(더욱 상세하게는, 3 초과, 4.5 이하)로 하는 것이 좋다.
제1 광 제어 패널, 제2 광 제어 패널(14, 15)의 하나의 프레임의 부분에서, 평면에서 볼 때 교차하는 제1 미소 반사면, 제2 미소 반사면(20, 21)이 형성된다. 상기 제1 미소 반사면, 제2 미소 반사면(20, 21)은, 각각 동일 평면 상에 다수 세워져 배치되어 있다. 따라서, 광 결상 수단(13)의 한쪽에 배치된 디스플레이(11)로부터의 광은, 바로 앞쪽[디스플레이(11) 측]에 있는 제1 광 제어 패널(14)의 각 제1 미소 반사면(20)에서 반사하고(제1 반사광), 제2 광 제어 패널(15)의 대응하는 제2 미소 반사면(21)에서 더 반사하여(제2 반사광), 광 결상 수단(13)의 다른 쪽에 제1 실상(12)을 형성한다. 상기 제1 실상(12)은 공간부에 형성되고, 디스플레이(11)에 형성된 화상(11a)과 동일 크기로 된다. 그리고, 입사광 및 반사광은 하나의 프레임 내에서만 반사를 행하는 경우 외에, 하나의 프레임을 뛰어넘어 반사하는 경우도 포함한다.
다음에, 도 1, 도 3의 (A), 도 3의 (B)를 참조하면서, 비접촉 입력 장치(10)에 사용한 디스플레이(11)에 대하여 설명한다. 상기 디스플레이(11)는, 기본적으로는 액정 타입으로서, 백라이트(24)와, 액정 표시부(25)와, 광센서의 일례인 시트형 적외선 센서(26)와, 표면의 투명 보호판(28a)을 가지고 있다.
백라이트(24)는 가시광을 발광하고, 또한 적외광을 발광하는 것이 바람직하고, 이 경우, 백라이트(24)로부터의 광(일부 또는 전부)에 고주파 변조를 하는 것이 바람직하다. 백라이트(24)에 가시광을 발광하는 발광 수단 A과 적외광을 발광하는 발광 수단 B의 양쪽을 별개로 포함하는 경우에는, 발광 수단 B에만 고주파 변조를 해도 된다. 그리고, 백라이트(24)로서, 발광 다이오드나 형광등을 사용할 수 있다. 또한, 디스플레이로서 예를 들면, 유기 또는 무기의 일렉트로루미네선스를 사용할 수도 있다.
디스플레이(11)의 표면에 설치된 시트형 적외선 센서(26)는, 도 3의 (A), 도 3의 (B)에 나타낸 바와 같이, 다수의 적외선 센서 소자(센서 소자의 일례)(28)가 격자상으로 배열되고, 상하에 도체선(29, 30)이 배치되어 있다. 적외선 센서 소자(28)의 안쪽에는, 도전성 비투광재 또는 비도전성 비투광재(27)가 설치되고, 바깥쪽으로부터의 광만을 적외선 센서 소자(28)가 검지하게 되어 있다. 그리고, 도면부호 25a는 투명 시트를 나타낸다.
적외선 센서 소자(28) 및 도체선(29, 30)은 투명하게 되어, 가시광 및 적외광을 양호하게 통과한다. 상기 적외선 센서(26)는 적외선에만 반응하고 기전력(起電力)을 발생시킨다. 그리고, 적외선 센서 소자로서, 가시광 및 적외광에 반응하는 센서를 사용하고, 상부에 적외선만을 통과하는 필터를 설치해도 된다. 적외선 센서 소자 및 도체선 중 어느 한쪽 또는 양쪽은 불투명해도 되고, 이 경우에는 가능한 한 면적 및 폭을 좁게 하여 디스플레이의 개구율을 높이는 것이 바람직하다.
액정 표시부(25)는 주지의 구조로 되어, 가시광의 발광부의 일부인 R(적, G)(녹), B(청)의 컬러 필터가 병렬로 배치되고, R 컬러 필터, G 컬러 필터, B 컬러 필터 각각의 바로 아래에는 액정 셀이 배치되고, 액정 셀에 의해 온 오프 및 휘도 조정되는 백라이트(24)의 하부로부터의 광에 의해, 가시광의 발광을 행하게 되어 있다. 따라서, 상기 액정 표시부(25)에 의해, 소정의 형상(예를 들면, 키보드 등)의 화상(11a)이 표시된다.
디스플레이로서, 병렬로 R, G, B(또는 그 외의 색)의 발광 다이오드를 사용한 구조인 것에도 본 발명은 적용할 수 있다. R, G, B의 발광 다이오드와 적외선 센서를 배열하여 하나의 블록으로 하고, 디스플레이가 이 블록을 평면형으로 배열한 것이어도 된다.
여기서, 광으로서 가시광을 사용하고, 가시광의 광센서를 사용하는 경우에는, 평면형으로 배열한 각 블록 상에, 적외선 차단 시트를 설치해도 된다.
디스플레이로부터 충분한 강도의 적외선을 발할 수 없는 경우에는, 광 결상 수단(13)의 다른 쪽에, 디스플레이(11)의 화상(11a)의 제1 실상(12)이 형성되는 범위의 전체를 비추는 적외선의 조명기(32)를 배치할 수도 있다. 상기 조명기(32)로부터의 광(적외선)에 후드(리플렉터)가 설치되고, 적외선 센서(26) 및 광 결상 수단(13)에는 입광하지 않는 구조로 하고 있다. 상기 조명기(32)로부터의 광은, 고주파 변조를 행하여 자연광과 구별하고 있다. 당연한 것이지만, 고주파 변조된 적외선을 적외선 센서가 수광하여 신호 처리를 하는 경우에는, 그 제어 회로에, 적외선 센서 소자(28)에서 입광하는 광(전기 신호로 변환되는) 중 특정한 주파수(고주파)만을 신호로서 입력하는 전기적인 필터 회로를 포함하고 있다.
이어서, 비접촉 입력 장치(10)를 사용한 비접촉 입력 방법에 대하여 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 광 결상 수단(13)을 소정 위치에 배치하고, 그 한쪽에 디스플레이(11)를 배치한다. 상기 디스플레이(11)에는 예를 들면, 터치 패널의 화상(11a)이 표시되고, 예를 들면, 전환 스위치 등에 의해 임의의 화상으로 변경할 수 있다. 디스플레이(11)는 발광하므로, 그 광이 광 결상 수단(13)을 통과함으로써, 광 결상 수단(13)을 중심으로 하는 대칭 위치에, 디스플레이(11)에 형성되는 화상(11a)의 제1 실상(12)이 재생된다.
이 경우, 제1 실상(12)은 공간에 형성되고, 디스플레이(11)의 위치를 변경해도 제1 실상(12)이 흐려지지 않고, 선명한 화상이 재생된다. 상기 제1 실상(12)에 지시 수단의 일례인 손가락(34)이 접촉되면, 손가락(34)에 디스플레이(11)로부터의 광(적외선)이 조사되고, 손가락(34)으로부터의 반사광[손가락(34)의 화상]이 광 결상 수단(13)을 통하여 디스플레이(11) 상에 제2 실상(35)으로서 결상한다. 그리고, 도면부호 r1∼r4는 손가락(34)으로부터의 반사광을 나타낸다.
상기 제2 실상(35)은 선명한 화상으로 되므로, 그 위치를 적외선 센서(26)에 의해 광학적으로 검지한다. 이로써, 손가락(34)이 제1 실상(12)의 어느 부분을 눌렀는지를 선명하게 인식할 수 있다. 상기 제2 실상(35)은 디스플레이(11)의 위치와 관계없이 선명한 화상으로 된다. 또한, 도 1에 있어서, θ는 지시 수단[손가락(34)]과 제2 실상(35)이 광 결상 수단(13)에 대하여 대칭인 것을 나타낸다. 그리고, 여기서, 디스플레이(11)로부터의 광에 일정 이상의 광도를 가지는 적외선을 발하지 않는 경우에는, 적외선의 조명기(32)를 사용하는 것이 바람직하다.
제2 실상(35)의 위치는, 시트형(평면형) 적외선 센서(26)의 어느 적외선 센서 소자(28)에 수광이 있었는지를 검지하고, 검지한 데이터의 화상 처리를 행하여 인지한다.
이상의 실시예에서는, 실상을 검지하는 광으로서 육안으로 관찰할 수 없는 적외선을 사용하였으나, 가시광이라도 본 발명은 적용된다. 이 경우, 가시광에 고주파 변조를 행하는 것에 의해, 외란광(外亂光)과 구별할 수 있다. 여기서, 광센서를 가시광 센서로 하여, R, G, B의 발광부의 블록에 내장할 수도 있다.
이 경우의 각 센서 소자의 이면에는 차광 부재를 설치하고, 디스플레이의 바깥쪽으로부터의 광만을 검지하는 것이 바람직하다. 센서 소자 및 이에 연결되는 도체선은 투명한 것이 바람직하지만, 비투광이라도 본 발명은 적용된다. 또한, 적외광을 사용하지 않는 경우에는, 통상의 액정 패널이어도 되지만, 소정의 색을 발광하는 발광 다이오드군을 사용해도 된다.
본 발명은 이상의 실시예에 한정되지 않고, 예를 들면, 디스플레이의 화상은 컬러 화상이 아니라 흑백 화상이어도 된다.
또한, 본 발명에 있어서 디스플레이에는, 단지 화상을 표시하는 것만이 아니고, 조광 또는 투광된 실물상 등도 포함된다. 즉, 디스플레이로서, 통상의 간판과 같이 투광성의 부재(평면 부재, 곡면 부재)를 사용하는 경우에는, 각 센서 소자의 안쪽에는 차광 부재를 설치하는 것이 바람직하고, 센서 소자에 바깥쪽으로부터의 광(가시광 또는 적외광)만을 검지하는 것을 사용해도 된다.
이상에서 설명한 각 구성 요소를 조합하여, 비접촉 입력 장치를 형성하는 경우에도 본 발명은 적용된다.
또한, 센서 시트는 디스플레이와는 분리 가능하거나, 또는 접합 구조인 것이어도 좋다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명에 관한 비접촉 입력 장치 및 방법(재생 화상의 지시 위치를 비접촉으로 검지하는 장치 및 방법)은, 각종 기계의 조작반에 이용하면, 조작 버튼을 가지는 조작반(예를 들면, 키보드, 터치 패널)의 재생 화상을 공간에 표시시키고, 재생 화상의 조작 버튼을 누르면 입력 신호를 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명에 관한 비접촉 입력 장치 및 방법은, 공장의 기계의 조작반뿐 아니라, 휴대 전화기, PC, 자동차, 배 등의 터치 패널에도 최적으로 사용할 수 있다.
10: 비접촉 입력 장치
11: 디스플레이
11a: 화상
12: 제1 실상
13: 광 결상 수단
14: 제1 광 제어 패널
15: 제2 광 제어 패널
18, 19: 평면 광 반사부
20: 제1 미소 반사면
21: 제2 미소 반사면
24: 백라이트
25: 액정 표시부
25a: 투명 시트
26: 적외선 센서
27: 비투광재
28: 적외선 센서 소자
28a: 투명 보호판
29, 30: 도체선
32: 조명기
34: 손가락
35: 제2 실상

Claims (9)

  1. 평면에서 볼 때 교차하는 제1 미소(微小) 반사면, 제2 미소 반사면이 각각 동일 평면 상에 다수 세워져 배치되고, 각 상기 제1 미소 반사면으로부터의 제1 반사광을, 대응하는 상기 제2 미소 반사면에서 받아 제2 반사광으로 하는 광 결상 수단과, 상기 광 결상 수단의 한쪽에 거리를 두고 설치된 디스플레이를 가지고, 상기 디스플레이의 화상을 상기 광 결상 수단의 다른 쪽에 제1 실상으로서 형성하고, 상기 제1 실상에 접촉된 지시 수단의 화상 위치를 광학적으로 검지하는 비접촉 입력 장치에 있어서,
    상기 광 결상 수단의 다른 쪽에, 상기 제1 실상을 배부(背部)로부터 비추는 적외선의 조명기가 설치되고, 상기 디스플레이의 표면에, 바깥쪽으로부터의 적외광만을 검지하는 적외선 센서 소자가 나란히 설치된 광센서를 가지고, 상기 지시 수단으로부터의 적외선의 반사광이 상기 광 결상 수단을 통하여 상기 디스플레이 상에 제2 실상으로서 결상되고, 상기 제2 실상의 위치를 상기 광센서로 검지하는,
    비접촉 입력 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이로부터 발해지는 광의 일부 또는 전체가 고주파 변조되어 있는, 비접촉 입력 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광센서는 시트형으로 형성되어 있는, 비접촉 입력 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 각 적외선 센서 소자는, 안쪽에 비투광재가 설치되어 있는, 비접촉 입력 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 조명기로부터 발해지는 적외선은 고주파 변조가 행해져, 자연광과 구별되고 있는, 비접촉 입력 장치.
  6. 평면에서 볼 때 교차하는 제1 미소 반사면, 제2 미소 반사면이 각각 동일 평면 상에 다수 세워져 배치되고, 각 상기 제1 미소 반사면으로부터의 제1 반사광을, 대응하는 상기 제2 미소 반사면에서 받아 제2 반사광으로 하는 광 결상 수단과, 상기 광 결상 수단의 한쪽에 거리를 두고 설치된 디스플레이를 사용하여, 상기 디스플레이의 화상을 상기 광 결상 수단의 다른 쪽에 제1 실상으로서 형성하고, 상기 제1 실상에 접촉된 지시 수단의 화상 위치를 광학적으로 검지하는 비접촉 입력 방법에 있어서,
    상기 광 결상 수단의 다른 쪽에, 상기 제1 실상을 배부(背部)로부터 비추는 적외선의 조명기가 설치되고, 상기 디스플레이의 표면에 바깥쪽으로부터의 적외광을 검지하는 적외선 센서 소자가 나란히 설치된 광센서를 설치하고, 상기 제1 실상에 접촉되고 적외선이 조사된 상기 지시 수단으로부터의 반사광이, 상기 광 결상 수단을 통하여 상기 디스플레이의 표면에 제2 실상으로서 결상되고, 상기 광센서로 상기 제2 실상의 위치를 검지하는,
    비접촉 입력 방법.
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  8. 삭제
  9. 삭제
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