KR102499789B1 - 터치스크린 장치 및 이의 제어방법 - Google Patents

터치스크린 장치 및 이의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 터치스크린 장치의 패널 내부의 열이 정체되지 않도록 강제 순환시켜 흑화 현상이 방지되고 열 발생을 줄여 터치스크린 장치의 수명을 연장시키고 소음을 저하시켜 터치스크린 장치의 성능을 향상시키며 전력손실이 저감되도록 개선된 터치스크린 장치 및 이의 제어방법에 관한 것이다.
본 발명은 터치 패널과; 상기 터치 패널의 후방에 설치된 LCD 장치와; 상기 LCD 장치의 전방에 배치된 액정 패널 조립체와; 상기 LCD 장치를 고정 지지하는 LCD장치 브라켓과; 상기 터치 패널과 상기 액정 패널 조립체 사이의 열을 강제 순환 유동시키기 위해 상기 액정 패널 조립체의 후방에 설치된 적어도 하나의 열유동팬과; 상기 터치 패널과 상기 액정 패널 조립체의 일측에는 적어도 하나 이상 설치되어 상기 터치 패널과 상기 액정 패널 조립체 주변의 온도를 감지하는 온도센서와; 상기 온도센서로부터 측정온도를 수신하고, 상기 측정온도가 기준온도보다 높은 경우, 상기 열유동팬을 구동시키는 제어부;를 포함하는 터치스크린 장치를 제공한다.

Description

터치스크린 장치 및 이의 제어방법{TOUCH SCREEN DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}
본 발명은 터치스크린 장치 및 이의 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터치스크린 장치의 패널 내부의 열이 정체되지 않도록 강제 순환시켜 흑화 현상이 방지되고 열 발생을 줄여 터치스크린 장치의 수명을 연장시키고 소음을 저하시켜 터치스크린 장치의 성능을 향상시키며 전력손실이 저감되도록 개선된 터치스크린 장치 및 이의 제어방법에 관한 것이다.
전기자동차(Electric Vehicle)는 구동수단으로서 고전압 배터리와 모터를 구비하며, 상기 배터리의 전력을 모터로 공급하여 모터로 하여금 바퀴를 회전시켜 전진 또는 후진한다.
이러한 전기자동차는 오염물질을 발생하지 않아 친환경적이고, 배터리의 충전만 계속 해주면 내연기관 차량에 비해 유지비용이 매우 저렴한 장점이 있다.
최근에는 전기자동차의 증가에 맞추어 충전 인프라도 점차 확충되고 있다.
전기자동차를 충전하기 위한 충전용 키오스크는, 예컨대 공공건물이나 공원의 주차장, 고속도로의 휴게소나 아파트단지 등에 설치된다.
그런데, 종래의 전기자동차 충전용 키오스크는 사용되지 않는 동안에도 항상 LCD(Liquid Crystal Display) 또는 터치스크린(touch screen) 장치의 백라이트 유닛(backlight unit)이 켜져(ON) 있어서 전력소모가 큰 문제가 있다.
또한, 상기 전기자동차 충전용 키오스크는 주로 야외에 설치되어 있기 때문에 LCD 또는 터치스크린 장치의 액정 패널 조립체가 강한 햇빛에 장시간 노출되어 검게 되는, 소위 흑화(blackout) 현상이 발생하여 터치스크린 장치가 쉽게 손상되는 문제가 있었다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 상기 LCD는 그 동작 특성상 온도의 한계범위를 가지고 있는 LCD 패널은 여름철과 같은 고온의 환경에서 그 특성을 잃게 되어 흑화 현상이라는 이상 상태를 일시적으로 보이는 현상을 말한다.
예컨대, LCD의 작동온도가 -20~70℃라고 가정하면, -20℃나 그 이하에서는 문제가 없으나 여름철 강한 햇빛의 영향으로 LCD 표면에 직사광선(자외선)이 가해지면 LCD 표면온도가 70℃ 이상이 되면 LCD의 액정이 굳어져 검게 변한다.
그런 후, 햇빛의 영향이 줄어들어 LCD 표면의 온도가 70℃ 이하로 떨어지면 상기 액정이 본래의 상태로 돌아온다.
하지만, 상기 LCD가 너무 강한 햇빛을 지속적으로 받게 되면, LCD 셀(cell)이 녹아 본래의 상태로 회복되지 않을 수도 있다.
이러한 흑화 현상은 터치스크린 장치의 경우에는 LCD 패널과 터치 패널 사이에 열이 정체되어 있으면, 상기 정체된 열에 의해 흑화 현상이 발생한다.
또한, 종래의 터치스크린 장치가 상기와 같이 야외에 설치되어 있기 때문에 밤과 낮에 따라 구분되어 휘도 제어가 되지 않아 사용에 불편함이 있었고, 밀폐되며 설치된 백라이트 유닛 및 액정 패널 조립체에서 발생되는 열로 인해 터치스크린 장치의 성능이 떨어지는 것은 물론이고 수명이 줄어 들었고, 전력 손실이 많았다.
1. 등록특허 제10-1021618호(2011년 03월 04일, 등록)의 복합형 급속 충전스테이션 2. 공개특허 제10-2008-0085593호(2008년 09월 24일, 공개)의 액정모듈의 터치패널 결합구조
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 전력손실을 줄이고 흑화(blackout) 현상이 발생하지 않도록 하고 수명이 연장되고 성능이 향상된 터치스크린 장치 및 이의 제어방법를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 터치스크린 장치는,
터치 패널과;
상기 터치 패널의 후방에 설치된 LCD 장치와;
상기 LCD 장치의 전방에 배치된 액정 패널 조립체와;
상기 LCD 장치를 고정 지지하는 LCD장치 브라켓과;
상기 터치 패널과 상기 액정 패널 조립체 사이의 열을 강제 순환 유동시키기 위해 상기 액정 패널 조립체의 후방에 설치된 적어도 하나의 열유동팬과;
상기 터치 패널과 상기 액정 패널 조립체의 일측에는 적어도 하나 이상 설치되어 상기 터치 패널과 상기 액정 패널 조립체 주변의 온도를 감지하는 온도센서와;
상기 온도센서로부터 측정온도를 수신하고, 상기 측정온도가 기준온도보다 높은 경우, 상기 열유동팬을 구동시키는 제어부;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 터치 패널과 상기 액정 패널 조립체 사이에는 열유동 공간이 형성된다.
본 발명에 있어서, 상기 열유동 공간에는 열이 방출될 수 있도록 열방출부재가 삽입 설치되고, 상기 열방출부재는 방열 실리콘 부재를 포함하여 된다.
본 발명에 있어서, 상기 터치스크린 장치의 일측에는 상기 터치스크린 장치의 주변으로 출입하는 물체를 감지하는 감지 신호를 생성하는 라이다 센서(LiDAR sensor)가 구비되되, 상기 제어부는, 상기 라이다 센서의 신호를 수신하여 상기 액정 패널 조립체의 LCD의 휘도를 제어하고, 상기 라이다 센서는 상기 터치스크린 장치의 브라켓에 설치된다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, PC 보드와 통신하여 상기 PC 보드로부터 실시간으로 시간 정보를 수신하되, 상기 시간 정보에 따라 상기 액정 패널 조립체의 LCD의 휘도를 제어하여, 상기 액정 패널 조립체 주변의 온도가 하강되도록 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 터치 패널의 정전 용량 값을 체크하여 상기 터치 패널의 터치 드라이버의 구동을 제어한다.
본 발명에 있어서, 상기 LCD장치 브라켓에는 상기 열유동 공간의 열이 강제 순환 유동될 수 있도록 다수 개의 열유동공이 형성된다.
본 발명에 있어서, 상기 열유동팬은 상기 LCD장치 브라켓에 고정 설치된다.
본 발명에 있어서, 상기 터치 패널의 전면에는 난반사(Anti-glare) 방지를 위해 AR코팅층(Anti-Reflection coating layer)이 형성된다.
본 발명에 있어서, 상기 열유동 공간의 간격은, 3~10mm인 것이 바람직하다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 터치스크린 장치의 제어방법은,
터치 패널의 후방에 설치된 LCD 장치의 전방에 배치된 액정 패널 조립체와, 상기 터치 패널과 상기 액정 패널 조립체 사이의 열을 강제 순환 유동시키기 위해 상기 액정 패널 조립체의 후방에 설치된 적어도 하나의 열유동팬과, 상기 터치 패널과 상기 액정 패널 조립체의 일측에는 적어도 하나 이상 설치되어 상기 터치 패널과 상기 액정 패널 조립체 주변의 온도를 감지하는 온도센서와, 상기 열유동팬에 전원을 공급하여 구동되게 하는 전원공급부를 구비하여 된 터치스크린 장치의 제어방법에 있어서,
(a) 상기 전원공급부가 전원을 인가하여 상기 액정 패널 조립체를 구동시키는 단계와;
(b) 상기 온도센서에서 측정한 측정온도를 제어부가 수신하는 단계와;
(c) 상기 제어부가 상기 측정온도가 기준온도보다 높은지 판단하는 단계와;
(d) 상기 단계 (c)에서, 상기 측정온도가 상기 기준온도보다 높은 경우, 상기 열유동팬을 온(ON)되게 제어하고,
상기 단계 (c)에서, 상기 측정온도가 상기 기준온도보다 높지 않은 경우, 상기 열유동팬을 오프(OFF)되게 제어하는 단계;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 단계 (a) 이후에, (e) 상기 제어부는 상기 터치스크린 장치의 일측에 설치된 PC 보드와 통신하여 상기 PC 보드로부터 실시간으로 시간 정보를 수신하는 단계와; (f) 상기 시간 정보를 수신한 상기 제어부는 상기 시간 정보에 따라 현재 시간이 낮인지 밤인지를 판단하는 단계와; (g) 상기 단계 (f)에서, 낮이라고 판단되는 경우, 상기 액정 패널 조립체의 LCD의 휘도를 기준값으로 제어하고, 상기 단계 (f)에서, 밤이라고 판단되는 경우, 상기 액정 패널 조립체의 LCD의 휘도를 상기 기준값보다 낮게 제어하는 단계;를더 포함하여 된다.
본 발명에 있어서, 상기 단계 (g) 이후에, (h) 상기 제어부에서 상기 터치 패널이 정전 용량 값 범위에 있는지 판단하는 단계와; (i) 상기 단계 (h)에서, 상기 터치 패널이 정전 용량 값 범위에 있다고 판단이 되면, 상기 터치 패널을 구동하는 터치 드라이버를 구동시키도록 제어하고, 상기 터치 패널이 정전 용량 값 범위에 있지 않다고 판단이 되면, 상기 터치 드라이버를 리셋시키는 단계;를 더 포함하여 된다.
본 발명에 있어서, 상기 단계 (a) 이후에, (j) 상기 터치스크린 장치의 다른 일측에 설치된 라이다 센서가 상기 터치스크린 장치에 근접한 사물이 있는지 감지하는 단계와; (k) 상기 라이다 센서로부터 사물 감지 신호를 수신한 상기 제어부에서 상기 사물 감지 여부를 판단하는 단계와; (l) 상기 단계 (k)에서, 상기 사물이 근접해 있다고 판단이 되면, 상기 액정 패널 조립체의 LCD 휘도를 제어하되, 기준값에 맞게 제어한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 터치스크린 장치의 내부에 터치 패널과 액정 패널 조립체 사이의 열이 정체되지 않고 유동 되도록 함으로써, 흑화 현상을 방지할 수 있다.
또한, 터치스크린 장치에 라이다 센서를 설치함으로써, 물체 예컨대, 사람이나 전기자동차와 같은 차량이 접근하면 터치스크린 장치가 온(ON)되고, 그 외에는 작동이 오프(OFF)될 수 있게 함으로써, 전력소비를 저감시킬 수 있다.
그리고 터치 패널의 전면에 AR코팅층을 형성함으로써, 햇빛의 난반사로 인한 번들거림을 억제하여 가시성을 높여주며, 터치스크린 장치의 휘도를 향상시킬 수 있다.
또한, 터치스크린 장치의 외부나 내부에 설치된 온도센서로부터 측정된 측정온도를 제어부가 수신하여 이미 설정된 기준온도와 비교하여 열유동팬을 구동함으로써, 열이 과하게 발생되지 않은 경우에는 열유동팬을 오프(OFF)시켜 전력소비를 줄일 수 있다.
그리고 PC 보드로부터 실시간으로 시간 정보를 수신하여 밤에는 LCD 휘도를 낮추어 액정 패널 조립체의 온도를 낮추어 액정 패널 조립체의 수명을 연장시킬 수 있고 대기 전력을 줄일 수 있다.
또한, 라이다 센서를 통해 예컨대, 사람을 인식하면 LCD가 정상 휘도로 작동되도록 하여, 편리하게 터치스크린 장치를 사용할 수 있고, 대기 전력을 효율적으로 관리하고 LCD 및 열유동팬의 수명을 연장시킬 수 있다.
그리고 터치 패널의 정전 용량 값을 체크하여 정전 용량 값이 범위를 벗어나면 터치 드라이버를 리셋하여 터치 패널의 불량을 최소화 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 터치스크린 장치가 적용된 전기자동차 충전용 키오스크의 전면 구성을 나타내 보인 정면도.
도 2는 도 1의 터치스크린 장치의 일 실시예를 나타내 보인 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 터치스크린 장치의 작동 설명을 위해 도 2의 요부 구성을 보다 상세하게 나타내 보인 상세 설명 단면도.
도 4는 도 1의 터치스크린 장치의 다른 실시예를 나타내 보인 단면도.
도 5는 도 1의 터치스크린 장치의 구동 제어 상태를 나타내 보인 구동 제어 블록 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 터치스크린 장치의 제어방법을 순차적으로 나타내 보인 개략적인 순서도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명에 따른 터치스크린 장치가 적용된 전기자동차 충전용 키오스크의 전면 구성을 나타내 보인 정면도가 도시되어 있다.
그리고 도 2에는 도 1의 터치스크린 장치의 일 실시예를 나타내 보인 단면도가 도시되어 있다.
또한, 도 3에는 본 발명에 따른 터치스크린 장치의 작동 설명을 위해 도 2의 요부 구성을 보다 상세하게 나타내 보인 상세 설명 단면도가 도시되어 있다.
그리고 도 4에는 도 1의 터치스크린 장치의 다른 실시예를 나타내 보인 단면도가 도시되어 있고, 도 5에는 도 1의 터치스크린 장치의 구동 제어 상태를 나타내 보인 구동 제어 블록 구성도가 도시되어 있다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 먼저, 본 발명에 따른 터치스크린 장치(100)가 적용된 전기자동차 충전용 키오스크(10)는, 먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 지면에 수직으로 고정되는 하우징(housing)(12)과, 이 하우징(12)의 전면에 배치된 터치 패널(touch panel)(65) 및 LCD 장치(120)와, 상기 하우징(12)의 전면 상단부에 설치된 라이다 센서(LiDAR sensor)(170)와, 결제 유닛(unit)(16)과, 파워 라인(power line)(18)과, 컨트롤러(controller)(69)를 구비한다.
그리고 상기 LCD 장치(120)는 전기자동차 충전용 키오스크(10)의 사용자 및 관리자에게 사용 및 관리에 필요한 정보, 또는 상기 키오스크(10)의 현재 상태에 대한 정보를 가시적으로 제공한다.
또한, 상기 터치 패널(165)은 LCD 장치(120)와 겹쳐지게 LCD 장치(120)의 전방에 배치되며, 사용자의 터치(touch)를 통해 충전 주문에 대한 정보를 입력할 수 있는 입력 수단이다.
그리고 상기 결제 유닛(16)은 전기자동차에 충전되는 충전 전력량에 대응되는 사용요금을 지불하는 신용카드 지불 단말수단으로서, 예컨대, 사용자의 신용카드를 삽입하거나 긁는 카드 정보 입력 모듈(module)(미도시)을 포함한다.
또한, 상기 파워 라인(18)은 그 선단부에 커넥터(connector)(19)를 갖는 전력선이다. 사용자는 상기 커넥터(19)를 손으로 잡고 자신의 전기자동차에 구비되어 있는 충전 단자에 끼워 충전을 수행할 수 있다.
그리고 상기 라이다 센서(170)는 비접촉 방식으로 예를 들어, 사람이나 자동차가 근접해 온 것을 검출하는 센서로, 상기 키오스크(10)의 주변 영역, 보다 구체적으로는 터치 패널(165)의 주변 영역에 물체가 근접하면 이를 감지하는 감지 신호를 생성한다.
상기 컨트롤러(69)는 LCD 장치(120), 터치 패널(165), 라이다 센서(170) 및 결제 유닛(16)의 동작을 제어하는 것으로, 마이컴(microcomputer)을 구비하여 구성될 수 있다.
또한, 도 2 및 도 3을 참조하면, LCD 장치(120)는, 액정 패널 조립체(130), 상기 액정 패널 조립체(130)의 후방에 배치된 백라이트 유닛(backlight unit)(150) 및 상기 액정 패널 조립체(130)와 백라이트 유닛(150)을 고정 지지하는 LCD장치 브라켓(bracket)(121)을 구비한다.
그리고 상기 터치 패널(165)의 전면에는 난반사(Anti-glare) 방지를 위해, AR코팅층(165a)(Anti-Reflection coating layer)이 형성된다.
상기 AR코팅층(165a)을 형성함으로써, 터치 패널(165)의 표면에서 발생하는 외부광의 반사를 방지한다. 즉, 상기 AR코팅층(165a)은 터치 패널(165)의 전면(前面)으로 입사된 광의 반사를 억제한다.
이러한 AR코팅층(165a)은 외부로부터의 광 반사율을 낮춤으로써, 터치 패널(165)의 전면에서 햇빛의 난반사로 인한 번들거림을 억제하여 가시성을 높여주며, LCD 장치(120) 전면에 휘도를 보다 향상시킨다.
그리고 상기 백라이트 유닛(150)은 액정 패널 조립체(130)와 마주보도록 상기 액정 패널 조립체(130)의 후방에 배치된 도광판(151)과, 이 도광판(151)의 측면을 따라 배열된 복수의 LED(light emitting diode)(163)를 구비한다.
상기 도광판(151)은 직사각판 형상의 부재로서, 예컨대, 투명한 아크릴(acrylic)과 같은 투명 플라스틱으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 LCD장치 브라켓(121)의 브라켓 배면판부(122)가 도광판(151)의 배면을 대면(對面) 지지할 수 있다. 상기 도광판(151)의 배면과 마주보는 상기 브라켓 배면판부(122)의 전면에는 거울면(mirror surface)이 형성될 수 있다.
그리고 복수의 LED(163)는 LED 브라켓(160)에 고정 지지된다. 상기 LED 브라켓(160)은 복수의 LED(163)가 탑재되는 회로기판(PCB)을 구비한다.
또한, 상기 백라이트 유닛(150)의 전면으로 1500cd(candela) 이상 밝기의 밝은 빛이 투사되도록 복수 개의 고휘도 LED(163)가 배치되므로, 상기 복수의 LED(163)의 발열량이 상당히 크다.
따라서 상기 LED 브라켓(160)에 열이 축적되지 않고 원활하게 방열될 수 있도록 LED 브라켓(160)은 예컨대, 알루미늄 합금(aluminum alloy)과 같은 금속 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 LED 브라켓(160)에 구비된 LED 탑재 회로기판(PCB)도 예컨대, 알루미늄 합금과 같은 금속 소재로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 LED 브라켓(160)에 고정 지지된 복수의 LED(163)는 병렬 회로로 서로 연결된다. 상기 복수의 LED(163)가 직렬 회로로 연결되면 병렬 회로로 연결되는 경우보다 회로의 저항값이 커져서 발열량이 더욱 커지게 되기 때문이다.
그리고 상기 도광판(151)은 상기 복수의 LED(163)으로부터 도광판(151)의 측면을 통해 들어오는 빛을 액정 패널 조립체(130) 방향으로 굴절시켜서 안내하는 기능을 한다.
이러한 도광판(151)은 액정 패널 조립체(130)와 나란히 평행하게 배치되어, 측면을 통해 직사각판 형상의 도광판(151) 내부로 진입한 광(光)은 굴절되어 도광판(151)의 전면을 통해 전방으로 투사된다.
또한, 상기 라이다 센서(170)는 터치 패널(165)의 주변 영역, 보다 정확하게는 라이다 센서(170)의 주변 영역에 물체(차량 및 사람)가 진입하여 물체가 존재하면 이에 대응되는 감지 신호를 생성한다.
이러한 라이다 센서(170)는 상기 물체가 상기 터치 패널(165)의 주변 영역에서 진출하여 상기 터치 패널(165)의 주변 영역에서 없어지면 이에 대응되는 감지 신호를 생성한다.
그리고 상기 컨트롤러(69)는, 상기 복수의 LED(163)가 켜져 있는 상태에서 상기 라이다 센서(170)에서 생성된 물체 비존재 감지 신호를 통해 상기 터치 패널(165)의 주변 영역에 물체가 없는 것으로 판단하면, 상기 복수의 LED(163)를 오프(OFF)시킨다.
또한, 상기 컨트롤러(69)는 터치 패널(165)의 주변 영역에 물체가 없는 것으로 판단한 즉시 상기 복수의 LED(163)를 끌 수도 있고, 예컨대, 3초, 5초와 같이 미리 설정된 시간이 경과한 후에 상기 복수의 LED(163)를 끌 수도 있다.
상기 복수의 LED(163)가 꺼지면 LCD 장치(120)의 전면이 불투명하게 보인다.
한편, 컨트롤러(69)는 복수의 LED(163)가 꺼져 있는 상태에서 상기 라이다 센서(170)에서 생성된 물체 존재 감지 신호를 통해 상기 터치 패널(165)의 주변 영역에 물체가 존재하는 것으로 판단하면 상기 복수의 LED(163)를 온(ON)시킨다.
그리고 상기 컨트롤러(69)는 터치 패널(165)의 주변 영역에 물체가 존재하는 것으로 판단한 즉시 복수의 LED(163)를 끌 수도 있고, 예컨대, 1초, 3초와 같이 미리 설정된 시간이 경과한 후에 상기 복수의 LED(163)를 켤 수도 있다.
상기 전기자동차 충전용 키오스크(10)는, 라이다 센서(170)의 감지 신호를 통해 물체의 접근이 감지되고 물체가 상기 라이다 센서(170)의 주변 영역에 존재하는 때에만 LCD 장치(120)의 백라이트 유닛(150)을 켜고, 물체가 상기 키오스크(10)의 주변에 존재하지 않으면 LCD 장치(120)의 백라이트 유닛(150)을 끈다.
따라서 전기자동차 충전용 키오스크(10)의 운용을 위한 전력이 절감된다.
또한, 상기 컨트롤러(69)는, 상기 터치 패널(165)의 주변 영역에 진입한 물체가 없는 것으로 판단하여 상기 복수의 LED(163)를 끌 때, 상기 액정 패널 조립체(130)의 액정 패널, 터치 패널(165), 결제 유닛(16), 라이다 센서(170), 및 마이컴(미도시)은 오프(OFF)시키지 않는다.
다시 말해, 전기자동차 충전용 키오스크(10)의 시스템은 온(ON) 상태로 유지된다.
따라서 상기 라이다 센서(170)에 의해 진입한 물체가 감지되는 경우 상기 시스템을 재부팅(rebooting) 하지 않으므로, 빠른 시간 내에 LCD 장치(120)에 정보가 표시되면서 사용자가 상기 키오스크(10)를 이용할 수 있는 상태로 복귀함으로써, 실질적인 전력 절감 효과도 더 커진다.
한편, 이와 반대로 상기 컨트롤러(69)는 라이다 센서(170)의 감지 신호에 기초하여 상기 복수의 LED(163)를 온/오프(ON/OFF)하는 것과 함께, 전력 공급에 의해 동작하는 다른 구성들, 예를 들어, 액정 패널 조립체(130)의 액정 패널, 터치 패널(165), 결제 유닛(16), 또는 마이컴도 상기 복수의 LED(163)의 온/오프(ON/OFF)에 동조하여 추가로 온/오프(ON/OFF)할 수 있다.
이 경우에도 라이다 센서(170)는 물체를 계속 감지할 수 있도록 켜져 있는 상태이어야 한다.
그리고 상기 터치 패널(165)은 터치 패널 브라켓(166)에 고정 지지되고, 상기 터치 패널 브라켓(166)이 LCD장치 브라켓(121)의 브라켓 모서리부(123)를 에워싸도록 상기 LCD 장치(120)가 터치 패널 브라켓(166)에 끼워져 고정될 수 있다.
상기 터치 패널 브라켓(166)이 키오스크(10)의 하우징(12)에 결합 고정되어서 터치 패널(165)과 LCD 장치(120)가 상기 하우징(12)에 고정된다.
다만, 도 2에 도시된 바와 달리, 터치 패널 브라켓(166)과 LCD장치 브라켓(121)이 일체로 형성될 수도 있다.
따라서 상기 라이다 센서(170)는 터치스크린 장치(100)의 호환성을 위해 터치스크린 장치(100)의 브라켓 즉, 터치 패널 브라켓(166)에 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 터치 패널(165)의 배면과 액정 패널 조립체(130)의 전면 사이는, 3 내지 10mm의 간격으로 이격되며 형성되어, 터치 패널(165)과 액정 패널 조립체(130) 사이를 열(또는 가열된 공기)이 강제 순환 유동(AF: Heat Air Flow)하는 열유동 공간(S)이 형성된다.
상기한 간격 및 열유동 공간(S)이 유지되도록 도 2에 도시된 바와 같이, 터치 패널(165)과 액정 패널 조립체(130) 사이에는 스페이서(spacer)(167)가 개재될 수 있다.
상기 스페이서(167)는 터치 패널 브라켓(166)의 일부분으로 형성될 수 있다.
한편, 상기 열유동 공간(S)의 간격의 크기(또는 폭)가 3mm보다 작으면, 햇빛의 조사(照射)가 강한 낮 시간 또는 여름철에 열에너지가 터치 패널(165)과 액정 패널 조립체(130) 사이에 축적되고 적절히 방열되지 못하여 액정 패널 조립체(130)의 액정이 굳어지는 등의 손상이 발생할 수 있다.
이로 인해 LCD 장치(120)의 전면에 전기 신호에 대응되는 화면이 표시되지 않는 흑화 현상이 발생하고, LCD 장치(120)의 내구성이 저하될 수 있다.
다른 한편으로, 상기한 간격의 크기가 10mm보다 크면, 사용자 또는 관리자가 터치 패널(165)을 터치할 때 습관적으로 후방의 액정 패널 조립체(130)를 향해 누르면서 터치하기 때문에 터치 패널(165)이 과도하게 늘어나게 되고, 이로 인해 터치 패널(165)의 영구 변형, 소위 늘어짐이나 파손이 쉽게 발생할 수 있다.
이로 인해, 터치 패널(165)의 내구성이 저하될 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 터치스크린 장치(100)의 액정 패널 조립체(130) 후방에는, 액정 패널 조립체(130)와 터치 패널(165) 사이의 열유동 공간(S)의 열이 정체되지 않고 강제 순환 유동할 수 있게 하여 흑화 현상을 방지할 수 있도록 상기한 열을 강제 순환 유동시키는 열유동팬(fan)(190)이 적어도 한 개 이상 설치된다.
또한, 상기 열유동팬(190)은 액정 패널 조립체(130)와 터치 패널(165) 사이의 열유동 공간(S)의 열이 정체되지 않고 강제로 유동할 수 있으면, 어떠한 방법으로 설치되어도 무방하다.
본 발명의 일 실시예로, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 열유동팬(190)은 LCD장치 브라켓(121)에 설치될 수 있다.
그리고 상기 열유동팬(190)에 의해 열이 유동될 수 있도록 상기 LCD장치 브라켓(121)에는 다수 개의 열유동공(181)이 형성된다.
이러한 열유동공(181)의 형성 개수는 한정되지 않으며, 상기 LCD장치 브라켓(121)이 구조적으로 취약해지지 않으며 된다.
이와 같이 열유동팬(190)과 열유동공(181)을 본 발명에 따른 터치스크린 장치(100)에 설치됨으로써, 터치 패널(165)과 액정 패널 조립체(130) 사이의 열이 정체되지 않고 지속적으로 유동됨으로써, 터치 패널(165)과 액정 패널 조립체(130) 사이의 온도가 떨어져 결국 흑화 현상이 발생되지 않거나 현저하게 줄어들 수 있다.
이렇게 상기 열유동팬(190)에 의해 흑화 현상 발생 및 터치스크린 장치(100)의 온도를 낮춤으로써 터치스크린 장치(100)가 열에 의해 동작이 되지 않는 문제점을 방지할 수도 있다.
한편, 일반적으로 터치스크린 장치가 햇빛을 받아 터치 패널(165)의 온도가 약 80~90℃ 이상 상승하면 흑화 현상이 발생하는 것으로 알려졌으며, 보통은 터치 패널(165)의 표면 온도가 75℃ 이상이 되면 터치스크린 장치의 작동이 불가능하게 된다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 열유동 공간(S)에는 열이 방출될 수 있도록 열방출부재(193)가 삽입 설치될 수 있다.
이러한 열방출부재(193)는 방열 실리콘 부재(예컨대, 방열 실리콘 시트 또는 방열 실리콘 패드)를 포함하여 구성된다.
상기 방열 실리콘 부재는 보통 패드 형태로 제작되며, 열유동 공간(S)에 삽입되어, 백라이트 유닛(150)에서 발생하는 열을 효과적으로 외부로 전달하는 열전도체이다.
이러한 방열 실리콘 부재는 내열성과 전기절연성이 우수한 실리콘 수지에 열전도성 파우더를 분산 및 혼합하여 제작될 수 있다.
하지만, 상기 열방출부재(193)는 방열 실리콘 부재는 본 발명의 일 실시예에 불과하고, 상기 열유동 공간(S)에 삽입되어, 열이 방출될 수 있으면, 상기 방열 실리콘 부재로 한정되지는 않는다.
그리고 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 터치스크린 장치(100)는, 상기 터치 패널(165)과 액정 패널 조립체(130) 의 일측에는 적어도 하나 이상 설치되어 터치 패널(165)과 액정 패널 조립체(130) 주변의 온도를 감지하는 온도센서(125)와, 이 온도센서(125)로부터 측정온도(값)를 수신하고, 상기 측정온도가 기준온도보(값)다 높은 경우, 상기 열유동팬(190)을 구동시키는 제어부(100a)와, 상기 열유동팬(190)에 전원을 공급하여 구동되게 하는 전원공급부(101)를 포함하여 구성된다.
그리고 상기 제어부(100a)는, 라이다 센서(170)의 신호를 수신하여 액정 패널 조립체(130)의 LCD의 휘도를 제어하고, 터치스크린 장치(100)의 일측에 설치된 UART((Universal Asynchrounous serial Receiver and Transmitter) 통신(시리얼 통신)을 통해 PC(Personal Computer) 보드(201)와 통신하여 PC 보드(201)로부터 시간 정보를 수신하되, 시간 정보에 따라 액정 패널 조립체(130)의 LCD의 휘도를 제어하여 액정 패널 조립체(130) 주변의 온도가 하강되도록 한다.
상기 LCD의 휘도 제어는 백라이트 유닛(150)의 광원이 되는 복수 개의 고휘도 LED(163)를 구동하는 LED 드라이버(127)를 제어부(100a)가 전원공급부(101)의 전원(DC 5V/12V)을 제어하여 이루어진다.
또한, 상기 제어부(100a)는, 터치 패널(165)의 정전 용량 값을 체크하여 터치 패널(165)의 터치 드라이버(165b)의 구동을 제어한다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 터치스크린 장치(100)의 제어방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 6에는 본 발명에 따른 터치스크린 장치의 제어방법을 순차적으로 나타내 보인 개략적인 순서도가 도시되어 있다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 터치스크린 장치(100)의 제어방법은, 우선, 상기 전원공급부(101)가 전원을 인가하여 액정 패널 조립체(130)를 구동시킨다.(단계 210)
즉, 상기 단계 210은, 터치스크린 장치(100)에 전원을 공급하여 온(ON) 상태가 된 단계이다.
이어서, 상기 온도센서(125)에서 측정한 측정온도를 제어부(100a)가 수신한다.(단계 220)
그리고 상기 제어부(100a)가 수신한 측정온도가 이미 설정된 기준온도보다 높은지 판단한다.(단계 230)
상기 단계 230에서, 측정온도가 기준온도보다 높은 경우에는 열유동팬(190)을 온(ON)되게 제어하고, 반면, 상기 측정온도가 기준온도보다 높지 않은 경우에는 열유동팬(190)을 오프(OFF)되게 제어한다.(단계 240,250)
또한, 상기 단계 210 이후에, 상기 제어부(100a)는 터치스크린 장치(100)의 PC 보드(201)와 통신(시리얼 통신)하여 PC 보드(201)로부터 실시간으로 시간 정보를 수신한다.(단계 310)
이어서, 상기 시간 정보를 수신한 제어부(100a)는 시간 정보에 따라 현재 시간이 낮인지 밤인지를 판단한다.(단계 320)
상기 단계 320에서, 밤이라고 판단되는 경우에는 액정 패널 조립체(130) 의 LCD의 휘도를 이미 설정된 기준값(또는 표준값)보다 낮게 제어하고, 낮이라고 판단되는 경우에는 액정 패널 조립체(130) 의 LCD의 휘도를 기준값으로 제어한다.(단계 330,340)
그리고 상기 단계 330 이후에, 상기 제어부(100a)에서 터치 패널(165)이 정전 용량 값의 범위에 있는지 판단한다.(단계 350)
상기 단계 350에서, 터치 패널(165)이 정전 용량 값의 범위에 있다고 판단이 되면 터치 패널(165)을 구동하는 터치 드라이버(165b)를 구동시키도록 제어하고, 터치 패널(165)이 정전 용량 값 범위에 있지 않다고 판단이 되면 터치 드라이버(165b)를 리셋(reset)시킨다.(단계 360,370)
또한, 상기 단계 210 이후에, 상기 라이다 센서(170)가 터치스크린 장치(100)에 근접한 사물(예를 들어, 사람)이 있는지 감지한다.(단계 410)
이어서, 상기 라이다 센서(170)로부터 사물 감지 신호를 수신한 제어부(100a)에서 사물 감지 여부를 판단한다.(단계 420)
상기 단계 420에서, 상기 사물이 근접해 있다고 판단이 되면, 액정 패널 조립체(130) 의 LCD 휘도를 제어하되, 기준값에 맞게 제어한다.(단계 430)
즉, 사람이 터치스크린 장치(100)의 화면을 보고 터치 패널(165)을 조작할 수 있도록 정상적인(또는 최적의) LCD 휘도가 작동되게 제어한다.
상기 LCD 휘도의 제어는 제어부(100a)가 LED 드라이버(127)로 공급되는 전원(DC 5V/12V)을 제어함으로써, 이루어진다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 터치스크린 장치(100)의 제어방법은, 터치스크린 장치(100)의 외부나 내부에 적어도 하나(바람직하게는 다수 개)의 온도센서(125)를 설치하고, 이 온도센서(125)로부터 측정된 측정온도를 제어부(100a)가 수신하여 이미 설정된 기준온도와 비교하여 열유동팬(190)을 구동한다.
따라서 열이 과하게 발생되지 않은 경우에는 상기 열유동팬(190)을 오프(OFF)시킴으로써, 전력소비를 줄인다.
또한, PC 보드(201)로부터 실시간으로 시간 정보를 수신하여 밤에는 LCD 휘도를 낮추어 액정 패널 조립체(130)의 온도를 낮추어 액정 패널 조립체(130)의 수명이 연장될 수 있도록 하며, 대기 전력을 줄인다.
그리고 라이다 센서(170)를 통해 사물(예컨대, 사람)을 인식하면 LCD가 정상 휘도로 작동되도록 하여, 편리하게 터치스크린 장치(100)를 사용할 수 있도록 하고, 대기 전력을 효율적으로 관리하고 LCD 및 열유동팬(190)의 수명이 연장될 수 있도록 한다.
또한, 터치 패널(165)의 정전 용량 값을 체크하여, 상기 정전 용량 값이 범위를 벗어나면 터치 드라이버(165b)를 리셋하여 터치 패널(165)의 불량이 최소화되도록 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10. 키오스크
100. 터치스크린 장치
100a. 제어부
101. 전원공급부
120. LCD 장치
125. 온도센서
127. LED 드라이버
130. 액정 패널 조립체
150. 백라이트 유닛
151. 도광판
163. LED
165. 터치 패널
165b. 터치 드라이버
170. 라이다 센서
181. 열유동공
190. 열유동팬
201. PC 보드

Claims (16)

  1. 터치 패널과;
    상기 터치 패널의 후방에 설치된 LCD 장치와;
    상기 LCD 장치의 전방에 배치된 액정 패널 조립체와;
    상기 LCD 장치를 고정 지지하는 LCD장치 브라켓과;
    상기 터치 패널과 상기 액정 패널 조립체 사이의 열을 강제 순환 유동시키기 위해 상기 액정 패널 조립체의 후방에 설치된 적어도 하나의 열유동팬과;
    상기 터치 패널과 상기 액정 패널 조립체의 일측에는 적어도 하나 이상 설치되어 상기 터치 패널과 상기 액정 패널 조립체 주변의 온도를 감지하는 온도센서와;
    상기 온도센서로부터 측정온도를 수신하고, 상기 측정온도가 기준온도보다 높은 경우, 상기 열유동팬을 구동시키는 제어부;를 포함하고,
    상기 터치 패널과 상기 액정 패널 조립체 사이에는 열유동 공간이 형성되고,
    상기 열유동 공간의 간격은 3~10mm이며,
    상기 간격 및 열유동 공간이 유지되도록 터치 패널과 액정 패널 조립체 사이에는 스페이서(spacer)가 개재되며,
    상기 LCD장치 브라켓에는 상기 열유동 공간의 열이 강제 순환 유동될 수 있도록 다수 개의 열유동공이 형성되며,
    상기 열유동팬은 상기 LCD장치 브라켓에 고정 설치된 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 열유동 공간에는 열이 방출될 수 있도록 열방출부재가 삽입 설치된 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 열방출부재는 방열 실리콘 부재를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 터치스크린 장치의 일측에는 상기 터치스크린 장치의 주변으로 출입하는 물체를 감지하는 감지 신호를 생성하는 라이다 센서(LiDAR sensor)가 구비되되,
    상기 제어부는, 상기 라이다 센서의 신호를 수신하여 상기 액정 패널 조립체의 LCD의 휘도를 제어하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 라이다 센서는 상기 터치스크린 장치의 브라켓에 설치된 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, PC 보드와 통신하여 상기 PC 보드로부터 실시간으로 시간 정보를 수신하되,
    상기 시간 정보에 따라 상기 액정 패널 조립체의 LCD의 휘도를 제어하여, 상기 액정 패널 조립체 주변의 온도가 하강되도록 하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 터치 패널의 정전 용량 값을 체크하여 상기 터치 패널의 터치 드라이버의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 터치 패널의 전면에는 난반사(Anti-glare) 방지를 위해 AR코팅층(Anti-Reflection coating layer)이 형성된 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
  12. 삭제
  13. 터치 패널의 후방에 설치된 LCD 장치의 전방에 배치된 액정 패널 조립체와, 상기 터치 패널과 상기 액정 패널 조립체 사이의 열을 강제 순환 유동시키기 위해 상기 액정 패널 조립체의 후방에 설치된 적어도 하나의 열유동팬과, 상기 터치 패널과 상기 액정 패널 조립체의 일측에는 적어도 하나 이상 설치되어 상기 터치 패널과 상기 액정 패널 조립체 주변의 온도를 감지하는 온도센서와, 상기 열유동팬에 전원을 공급하여 구동되게 하는 전원공급부를 구비하여 된 터치스크린 장치의 제어방법에 있어서,
    (a) 상기 전원공급부가 전원을 인가하여 상기 액정 패널 조립체를 구동시키는 단계와;
    (b) 상기 온도센서에서 측정한 측정온도를 제어부가 수신하는 단계와;
    (c) 상기 제어부가 상기 측정온도가 기준온도보다 높은지 판단하는 단계와;
    (d) 상기 단계 (c)에서, 상기 측정온도가 상기 기준온도보다 높은 경우, 상기 열유동팬을 온(ON)되게 제어하고,
    상기 단계 (c)에서, 상기 측정온도가 상기 기준온도보다 높지 않은 경우, 상기 열유동팬을 오프(OFF)되게 제어하는 단계와;
    상기 단계 (a) 이후에,
    (e) 상기 제어부는 상기 터치스크린 장치의 일측에 설치된 PC 보드와 통신하여 상기 PC 보드로부터 실시간으로 시간 정보를 수신하는 단계와;
    (f) 상기 시간 정보를 수신한 상기 제어부는 상기 시간 정보에 따라 현재 시간이 낮인지 밤인지를 판단하는 단계와;
    (g) 상기 단계 (f)에서, 낮이라고 판단되는 경우, 상기 액정 패널 조립체의 LCD의 휘도를 기준값으로 제어하고,
    상기 단계 (f)에서, 밤이라고 판단되는 경우, 상기 액정 패널 조립체의 LCD의 휘도를 상기 기준값보다 낮게 제어하는 단계;를 더 포함하며,
    상기 단계 (g) 이후에,
    (h) 상기 제어부에서 상기 터치 패널이 정전 용량 값 범위에 있는지 판단하는 단계와;
    (i) 상기 단계 (h)에서, 상기 터치 패널이 정전 용량 값 범위에 있다고 판단이 되면, 상기 터치 패널을 구동하는 터치 드라이버를 구동시키도록 제어하고,
    상기 터치 패널이 정전 용량 값 범위에 있지 않다고 판단이 되면, 상기 터치 드라이버를 리셋시키는 단계;를 더 포함하여 된 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치의 제어방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제13항에 있어서,
    상기 단계 (a) 이후에,
    (j) 상기 터치스크린 장치의 다른 일측에 설치된 라이다 센서가 상기 터치스크린 장치에 근접한 사물이 있는지 감지하는 단계와;
    (k) 상기 라이다 센서로부터 사물 감지 신호를 수신한 상기 제어부에서 상기 사물 감지 여부를 판단하는 단계와;
    (l) 상기 단계 (k)에서, 상기 사물이 근접해 있다고 판단이 되면, 상기 액정 패널 조립체의 LCD 휘도를 제어하되, 기준값에 맞게 제어하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치의 제어방법.
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