KR102525684B1 - 터치 디스플레이 - Google Patents

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KR102525684B1
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Abstract

본 실시예는 광폭을 갖는 레이져 광을 발산하는 레이져 광원과; 레이져 광원과 이격되고 적어도 하나의 수광소자가 설치된 피시비와; 레이져 광원과 피시비 사이에 위치하는 광학 렌즈를 포함하고, 광학 렌즈는 레이져 광이 입사되고 곡면 형상인 입사면과; 입사면과 이격된 출사면과; 입사면과 출사면을 잇는 한 쌍의 측면을 포함하고, 광학 렌즈의 초점 거리는 입사면과 출사면 사이의 거리 보다 짧다.

Description

터치 디스플레이{TOUCH DISPLAY}
본 발명은 터치 디스플레이에 관한 것이다.
터치 디스플레이(또는 터치 패널)은 사용자가 디스플레이 화면을 보면서 직접 위치를 지정할 수 있는 대화형 그래픽 입력 장치의 일종이다.
이러한 터치 디스플레이는 디스플레이 화면의 특정 위치를 사용자의 손가락이나 특정한 지시물이 지시하는 것에 의해 명령을 입력할 수 있고, 터치 디스플레이는 디스플레이 화면의 접촉 위치나 지시 위치를 정밀하게 검출할 필요가 있다.
터치 디스플레이는 전자 칠판 등으로 활용될 수 있고, 학교나 강의실 등에서 대화면을 표시하면서, 명령을 입력할 수 있다.
터치 디스플레이는 광학적으로 위치를 검출하는 것이 가능하고, 이러한 광학적 위치 검출 방법을 이용하는 일예는 일본 등록특허공보 특허 제4007705호(2007년11월14일 공고)에 개시된 광주사형 터치패널이 잇다.
일본 등록특허공보 특허 제4007705호에 개시된 광주사형 터치패널은 적외선 레이저광을 출사하는 발광소자과, 발광소자로부터의 레이저광을 평행광으로 하는 콜리메이션 렌즈과, 주사광을 수광하는 수광 소자와, 수광 소자에의 입사광을 제한하는 슬릿판과, 발광소자 로부터의 레이저광을 각 도주사하기 위한 폴리곤 미러를 포함한다.
그러나, 일본 등록특허공보 특허 제4007705호에 개시된 광주사형 터치패널은 발광소자로부터의 레이져 광을 평행광으로 하는 콜리메이션 렌즈가 설치되어 콜리메인션 렌즈를 투과한 광의 방사 각도가 제한적이며, 광주사형 터치패널의 면적이 클 경우, 발광소자의 개수가 증대될 수 있는 문제점이 있다.
일본 등록특허공보 특허 제4007705호(2007년11월14일 공고)
본 발명은 레이져 광원의 개수를 최소화하면서 신뢰성 높게 위치 검출할 수 있는 터치 디스플레이를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 터치 디스플레이는 광폭을 갖는 레이져 광을 발산하는 레이져 광원과; 레이져 광원과 이격되고 적어도 하나의 수광소자가 설치된 피시비와; 레이져 광원과 피시비 사이에 위치하는 광학 렌즈를 포함하고, 광학 렌즈는 레이져 광이 입사되고 곡면 형상인 입사면과; 입사면과 이격된 출사면과; 입사면과 출사면을 잇는 한 쌍의 측면을 포함하고, 광학 렌즈의 초점 거리는 입사면과 출사면 사이의 거리 보다 짧다.
본 발명의 실시 예에 따른 터치 디스플레이는 디스플레이 패널과; 디스플레이 패널의 둘레면을 향하게 배치된 복수개 커버와, 복수개 커버 각각에 배치되고 적어도 하나의 수광소자가 설치된 피시비와; 복수개 커버 중 인접한 한 쌍의 커버 각각을 향하는 레이져 제너레이터 모듈을 포함하고, 레이져 제너레이터 모듈은 광폭을 갖는 레이져 광을 발산하는 레이져 광원과; 레이져 광원에서 입사된 레이져 광이 투과하는 광학 렌즈를 포함하며, 광학 렌즈는 레이져 광이 입사되는 곡면 형상인 입사면과; 입사면과 이격된 출사면과; 입사면과 출사면을 잇는 한 쌍의 측면을 포함하고, 광학 렌즈의 초점 거리는 입사면과 출사면 사이의 거리 보다 짧다.
출사면의 폭은 입사면의 폭 보다 길 수 있다. 그리고, 한 쌍의 측면 사이의 폭은 입사면과 가까워질 수록 점차 감소될 수 있다.
한 쌍의 측면 중 어느 하나와 입사면의 경계와, 한 쌍의 측면 중 다른 하나와 입사면의 경계 사이의 거리는 광폭의 0.95배 내지 1.05배일 수 있다.
입사면의 곡률반경은 식 1에 의해 결정될 수 있다.
[식 1] R=W/(2*COS(θ)
R은 입사면의 곡률반경이고, W는 광폭이며, θ는 경계에서 광축과 나란하게 연장된 연장선과 측면 사이의 각이다
터치 디스플레이는 광학 렌즈와 레이져 광원이 배치되는 모듈 브라켓을 더 포함할 수 있다.
터치 디스플레이는 모듈 브라켓과 피시비 및 커버를 덮는 베젤 커버를 더 포함할 수 있고, 레이져 광원은 광학 렌즈와 베젤 커버 사이에 배치될 수 있다.
커버는 디스플레이 패널을 향하는 면에 다수의 볼록부가 커버의 길이방향으로 연속되는 집광패턴이 형성될 수 있다.
터치 디스플레이는 레이져 광원에서 발산된 레이져 광을 광학 렌즈으로 반사시키는 반사체를 더 포함할 수 있고, 입사면은 반사체의 반사면을 향할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 레이져 광원과 광학 렌즈가 넓은 방사각을 갖는 2차원 레이져 광을 방사할 수 있고, 디스플레이 패널이 큰 경우에도 부푸무를 최소화하면서 터치 위치를 신뢰성 높게 센싱할 수 있다.
또한, 2차원 레이져 광을 이용하므로, 터치 디스플레이 주변의 적외선에 의한 간섭이 최소화될 수 있고, 적외선 발광소자의 경우 보다 터치 위치를 보다 신뢰성 높게 센싱할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 디스플레이 정면도,
도 2는 도 1에 도시된 베젤 커버가 분리되었을 때의 정면도,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널의 정면 및 레이져 제너레이터 모듈이 도시된 사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널의 정면 및 레이져 제너레이터 모듈이 도시된 사시도,
도 5는 도 1의 A-A 선 단면도,
도 6은 도 1의 B-B 선 단면도,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 렌즈의 사시도이고,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 렌즈의 정면도이며,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 렌즈의 다양한 방사 패턴이 도시된 도,
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 커버와 수광소자 및 피시비가 도시된 단면도,
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 레이져 제너레이터 모듈이 도시된 단면도이고,
도 12는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 레이져 제너레이터 모듈이 도시된 단면도이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 디스플레이 정면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 베젤 커버가 분리되었을 때의 정면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널의 정면 및 레이져 제너레이터 모듈이 도시된 사시도이고, 도 4은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널의 정면 및 레이져 제너레이터 모듈이 도시된 사시도이며, 도 5는 도 1의 A-A 선 단면도이고, 도 6는 도 1의 B-B 선 단면도이다.
본 실시예의 터치 디스플레이는 전후 방향(X)으로 두께를 갖을 수 있고, 좌우 방향(Y)으로 폭을 갖을 수 있으며, 상하방향(Z)으로 높이를 갖을 수 있다.
터치 디스플레이는 디스플레이 패널(1)과, 커버(2)와, 피시비(3)와, 레이져 제너레이터 모듈(4)를 포함할 수 있다. 그리고, 터치 디스플레이는 베젤 커버(9)를 더 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(1)은 전방 방향으로 화상을 표시하는 것으로서, 화상을 표시하는 디스플레이 소자를 포함할 수 잇다. 디스플레이 패널(1)은 디스플레이 소자로 광을 조사하는 광원을 더 포함할 수 있다. 디스플레이 패널(1)은 디스플레이 소자나 광원에 연결된 회로기판을 포함할 수 있다.
커버(2)는 디스플레이 패널(1)의 둘레면을 향하게 배치될 수 있고, 커버(2)는 디스플레이 패널(1)의 외둘레에 복수개 제공될 수 있다.
복수개 커버(2) 각각은 디스플레이 패널(1)의 둘레면을 향하게 배치될 수 있다. 이러한, 복수개 커버(2)는 상측 커버(21)과, 하측 커버(22)와, 좌측 커버(23)와, 우측 커버(24)를 포함할 수 있다.
상측 커버(21)는 디스플레이 패널(1)의 상면 위에 배치될 수 있고, 디스플레이 패널(1)의 상면 적어도 일부를 덮을 수 있다.
하측 커버(22)는 디스플레이 패널(1)을 사이에 두고 상측 커버(21)와 상하 방향으로 이격될 수 있다. 하측 커버(22)는 디스플레이 패널(1)의 하면 아래에 배치될 수 있고, 디스플레이 패널(1)의 하면 적어도 일부를 덮을 수 있다.
좌측 커버(23)는 디스플레이 패널(1)의 좌측면 좌측에 배치될 수 있고, 디스플레이 패널(1)의 좌측면 적어도 일부를 덮을 수 있다.
우측 커버(24)는 디스플레이 패널(1)의 우측면 우측에 배치될 수 있고, 디스플레이 패널(1)의 우측면 적어도 일부를 덮을 수 있다.
이러한 4개의 커버(21)(22)(23)(24)는 그 위치가 상이하나, 그 상세 구성은 모두 동일할 수 있고, 동일한 구성 및 작용에 대해서는 이하, 중복된 설명이 최소화되도록 커버(2)로 칭하여 설명한다.
피시비(3)에는 적어도 하나의 수광소자(5)가 설치될 수 있다. 피시비(3)에는 복수개의 수광소자(5)가 설치되는 것이 바람직하다.
피시비(3)는 복수개 커버(2) 각각에 배치될 수 있고, 터치 디스플레이는 복수개 피시비(3)를 포함할 수 있다.
복수개 피시비(3)는 커버(2)의 외부에 위치되게 배치될 수 있다. 복수개 피시비(3)는 상측 커버(21)의 위에 배치된 상측 피비시(31)과, 하측 커버(22)의 아래에 배치된 하측 피비시(32)과, 좌측 커버(23)의 좌측에 배치된 좌측 피시비(33)과, 우측 커버(24)의 우측에 배치된 우측 피시비(34)를 포함할 수 있다.
피시비(3)는 커버(2) 보다 개수가 많을 수 있다. 피시비(3)는 복수개가 하나의 커버를 향하게 배치될 수 있고, 피시비의 개수는 커버의 개수의 정수배일 수 있다. 하나의 커버를 향하는 복수개 피시비(3)는 수평 방향으로 서로 이격되거나, 수직 방향으로 이격될 수 있다.
피시비(3)는 터치 디스플레이에 최소 4개 제공될 수 있고, 이러한 피시비들은 그 위치가 상이하나, 그 상세 구성은 모두 동일할 수 있고, 동일한 구성 및 작용에 대해서는 이하, 중복된 설명이 최소화되도록 피시비(3)로 칭하여 설명한다.
터치 디스플레이는 복수개의 수광소자(5)를 포함할 수 있고, 복수개 수광소자(5)는 상측 피시비(31)의 저면에 설치된 복수개 상측 수광소자(51)와, 하측 피시비(32)의 상면에 설치된 복수개의 하측 수광소자(52)와, 좌측 피시비(33)의 우측면에 설치된 복수개 좌측 수광소자(53)과, 우측 피시비(34)의 좌측면에 설치된 복수개 우측 수광소자(54)를 포함할 수 있다.
수광소자(5)는 하나의 피시비에 복수개 설치될 수 있고, 좌우 방향(Y)으로 길게 연장된 피시비에 설치된 복수개 수광소자는 좌우 방향(Y)으로 서로 이격될 수 있고, 상하 방향(Z)으로 길게 연장된 피시비에 설치된 복수개 수광소자는 상하 방향(Z)으로 서로 이격될 수 있다.
이러한 복수개 수광소자(51)(52)(53)(54)는 그 위치가 상이하나, 그 상세 구성은 모두 동일할 수 있고, 동일한 구성 및 작용에 대해서는 이하, 중복된 설명이 최소화되도록 수광소자(5)로 칭하여 설명한다.
레이져 제너레이터 모듈(4)은 복수개 커버(2) 중 인접한 한 쌍의 커버 각각을 향할 수 있다.
터치 디스플레이는 4개의 레이져 제너레이터 모듈(4)를 포함할 수 있다. 터치 디스플레이는 상측 커버(21)를 사이에 두고 좌우 방향(Y)으로 이격되게 배치된 한 쌍의 어퍼 레이져 제너레이터 모듈(41)((42)과, 하측 커버(22)를 사이에 두고 좌우 방향(Y)으로 이격되게 배치된 한 쌍의 로어 레이져 제너레이터 모듈(43)(44)를 포함할 수 있다.
4개의 레이져 제너레이터 모듈(4)은 상측 커버(21)과 우측 커버(24)의 각각을 향하는 제1 레이져 제너레이터 모듈(41)과, 상측 커버(21)와, 좌측 커버(23)의 각각을 향하는 제2레이져 모듈(42)과, 좌측 커버(23)과 하측 커버(22)의 각각을 향하는 제3 레이져 제너레이터 모듈(43)과, 하측 커버(22)와 우측 커버(24)의 각각을 향하는 제4 제이져 제너레이터 모듈(44)를 포함할 수 있다.
제1 레이져 제너레이터 모듈(41)는 하측 피시비(32)와 좌측 피시비(33)를 향해 2차원 레이져 광을 방사하는 레이져 제너레이터 모듈일 수 있다. 그리고, 제2 레이져 제너레이터 모듈(42)는 하측 피시비(32)와 우측 피시비(34)를 향해 2차원 레이져 광을 방사하는 레이져 제너레이터 모듈일 수 있다. 그리고, 제3 레이져 제너레이터 모듈(42)는 상측 피시비(31)와 우측 피시비(34)를 향해 2차원 레이져 광을 방사하는 레이져 제너레이터 모듈일 수 있다. 그리고, 제4 레이져 제너레이터 모듈(42)는 상측 피시비(31)와 좌측 피시비(33)를 향해 2차원 레이져 광을 방사하는 레이져 제너레이터 모듈일 수 있다.
4개의 레이져 제너레이터 모듈(41)(42)(43)(44) 각각은 대략 90℃ 내지 110℃ 각도 범위를 갖는 2차원 레이져 광(S)을 방사하게 구성되는 것이 바람직하고, 디스플레이 패널(1)의 전방 영역 전체는 4개의 레이져 제너레이터 모듈(41)(42)(43)(44)에서 방사된 레이져 광에 의해 터치 위치가 센싱될 수 있는 센싱 영역이 될 수 있다.
이러한, 4개의 레이져 제너레이터 모듈(41)(42)(43)(44)는 그 설치위치가 상이하나, 그 상세 구성은 모두 동일할 수 있고, 동일한 구성 및 작용에 대해서는 이하, 중복된 설명이 최소화되도록 레이져 제너레이터 모듈(4)로 칭하여 설명한다.
레이져 제너레이터 모듈(4)은 레이져 광원(40)과; 광학 렌즈(50)를 포함할 수 있다.
레이져 광원(40)은 도 5에 도시된 바와 같이, 광학 렌즈(50)와 베젤 커버(9) 사이에 배치될 수 있다.
레이져 광원(40)에서 발산된 레이저 광(S)은 소정의 광폭을 갖을 수 있다. 이러한 레이저 광(S)은 단색, 즉, 오직 하나의 파장이나 색으로 이루어 진다. 레이저 광의 파장은 매질 등의 구성요소에 의해 결정될 수 있고, 매질에 따라, 아르곤에서는 푸른 색(445nm), 이산화탄소에서는 무색, 루비에서는 붉은 색(635nm)로 결정될 수 있다.
레이져 광원(40)은 광학 렌즈(50)를 향해 소정 광폭(W, 도 9 참조)의 레이져 광(S)을 발산할 수 있고, 이러한 레이져 광(S)은 광학 렌즈(50)에 의해 2차원 레이져 광으로 균등 방사될 수 있다.
광학 렌즈(50)는 레이져 광원(40)에서 입사된 레이져 광(S)이 투과하면서 방사되는 것으로서, 광학 렌즈(50)의 출사면(52)이 광축 방향으로 향하는 피시비(3)와 레이져 광원(40) 중 레이져 광원(40)에 더 근접하게 배치될 수 있다.
레이져 제너레이터 모듈(4)은 레이져 광원(40) 및 광학 렌즈(50)이 배치되는 모듈 브라켓(60)을 더 포함할 수 있다.
모듈 브라켓(60)은 인접한 한 쌍의 커버 중 어느 하나의 측단을 향하는 제1브라켓(62)과, 인접한 한 쌍의 커버 중 다른 하나의 상단이나 하단을 향하는 제2브라켓(64)과, 제1브라켓(62)과 제2브라켓(64)을 잇고, 광학 렌즈(50)가 고정되는 제3브라켓(66)을 포함할 수 있다.
제1브라켓(62)에는 제1 브라켓(62)이 향하는 커버에 체결되는 제1체결 바디(63)가 돌출될 수 있다.
제2브라켓(64)에는 제 2 브라켓(64)이 향하는 커버에 체결되는 제2체결 바디(65)가 돌출될 수 있다.
제3브라켓(66)에는 레이져 광원(40)이 안착되는 레이져 광원 안착바디(67)가 형성될 수 있다.
광학 렌즈(50)는 모듈 브라켓(60)에 양면 테이프 등의 접착부재나 접착재로 부착되는 것이 가능하고, 모듈 브라켓(60)에 형성된 광학 렌즈 끼움부에 끼워져 장착되는 것도 가능함은 물론이다.
광학 렌즈(50)는 모듈 브라켓(60)의 전면에 부착되거나 장착될 수 있고, 광학 렌즈(50)는 모듈 브라켓(60)의 전면을 형성하는 제3 브라켓(66)에 부착되거나 장착될 수 있다.
베젤 커버(9)는 터치 디스플레이의 외둘레면 외관을 형성하는 것으로서 터치 디스플레이의 상면,하면,좌측면,후면 외관을 형성할 수 있다. 베젤 커버(9)는 육면체 형상일 수 있고, 내부에는 디스플레이 패널(1)과, 커버(2), 피시비(3) 및 레이져 제너레이터 모듈(4)가 수용될 수 있는 공간이 형성될 수 있다.
베젤 커버(9)는 모듈 브라켓(60)과 피시비(3) 및 커버(2)를 덮을 수 있다.
베젤 커버(90)와, 인접한 한 쌍의 커버(21)(24)의 사이에는 레이져 제너레이터 모듈(4)이 수용되는 공간(S2)이 형성될 수 있고, 모듈 브라켓(60은 이러한 공간(S2)에 배치될 수 있다.
터치 디스플레이는 디스플레이 패널(1)의 배면을 덮는 백 커버(10)를 더 포함할 수 있다. 백 커버(10)는 디스플레이 패널(1) 보다 크게 형성될 수 있고, 레이져 제너레이터 모듈(4)의 백 커버(10)의 전면을 향할 수 있고, 레이져 제너레이터 모듈(4)은 베젤 커버(9) 및 백 커버(10)에 의해 보호될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 렌즈의 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 렌즈의 정면도이며, 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 렌즈의 다양한 방사 패턴이 도시된 도이다.
레이져 광원(40)은 소정 광폭(W)을 갖는 레이져 광(S)을 발산할 수 있다.
광학 렌즈(50)는 레이져 광(S)을 최대한 균일하면서 넓게 방사하는 것이 바람직하고, 레이져 광(S)의 방사 패턴은 광학 렌즈(50)의 형상에 따라 상이할 수 있다.
광학 렌즈(50)는 레이져 광(S)이 입사되는 입사면(51)과; 입사면(51)과 이격된 출사면(52)과; 입사면(51)과 출사면(52)을 잇는 한 쌍의 측면(53)(54)을 포함할 수 있다.
광학 렌즈(50)의 입사면(51)은 광학 렌즈(50) 중 레이져 광원(40)에서 발산된 레이져 광(S)이 입사되는 면일 수 있다. 이러한 입사면(51)은 레이져 광원(40)을 향하는 면일 수 있다. 입사면(51)은 곡면 형상일 수 있다. 입사면(51)은 출사면(52)의 반대 방향을 향해 볼록한 형상으로 형성된 곡면일 수 있다.
광학 렌즈(50)의 출사면(52)은 광학 렌즈(50) 중 피시비(3)를 향하는 면일 수 있다. 광학 렌즈(50)의 출사면(52)은 광학 렌즈(50)를 투과한 레이져 광이 광학 렌즈(50)를 출사하는 면일 수 있다. 이러한 출사면(52)은 평평한 형상의 평면 일 수 있다.
출사면(52)의 폭(L4)은 입사면(51)의 폭(L3) 보다 길 수 있다. 출사면(52)의 폭(52)은 광축(Q)과 직교한 방향의 출사면 길이로 정의될 수 있고, 입사면(51)의 폭(L3)은 광축(Q)과 직교한 방향의 입사면 길이로 정의될 수 있다.
광학 렌즈(50)의 한 쌍의 측면(53)(54)는 입사면(51)과 출사면(52)를 잇는 면으로서, 직사각형 형상 또는 정사각형 형상일 수 있다.
출사면(52)의 폭(L4)이 입사면(51)의 폭(L3) 보다 길 경우, 한 쌍의 측면(53)(54) 사이의 폭은 입사면(51)과 가까워질 수록 점차 감소될 수 있다. 한 쌍의 측면(53)(54) 사이의 폭은 한 쌍의 측면(53)(54)이 광축(Q)과 직교한 방향으로 이격된 거리로 정의될 수 있다.
광학 렌즈(50)는 레이져 광원(40)과 멀어질수록 그 단면적이 점차 증가되는 형상일 수 있다.
광학 렌즈(50)는 소정의 두께를 갖는 입체적 형상일 수 있고, 광학 렌즈(50)는 전면(55) 및 배면(56)을 더 포함한다. 전면(55)과 배면(56)은 서로 동일 형상으로 형성될 수 있고, 동일한 크기로 형성될 수 있다. 전면(55)과 배면(56)은 전후 방향(X)으로 서로 반대편에 위치하는 면들일 수 있다.
광학 렌즈(50)의 전면(55)와 배면(56) 각각은 삼각형 형상에 가깝되, 입사면(51)과의 경계가 곡선 형상일 수 있다.
광학 렌즈(50)는 레이져 광(S)이 투과 될 수 있는 두께를 갖을 수 있다.
레이져 광원(40)에서 발산된 다수의 광선 다발로 이루어진 레이저 광은 도 9에 도시된 바와 같이, 입사면(51)를 투과하면서 광 굴절의 법칙에 의해 굴절되고, 입사면(51)을 투과한 광선 다발은 볼록 렌즈의 원리에 의해 초점(D)을 통과할 수 있고, 초점(D)을 통과한 광선 다발은 입사면(51)의 반대편에 위치하는 출사면(52)에서 재굴절되어 넓은 방사각으로 방사될 수 있다.
광학 렌즈(50)의 초점거리(L1)는 입사면(51)과 출사면(52) 사이의 거리(L2) 보다 짧을 수 있다. 여기서, 입사면(51)과 출사면(52) 사이의 거리(L2)는 입사면(51) 중 출사면(52)과 가장 먼 부분의 광축 방향 거리일 수 있다.
입사면(51)에 의해 형성된 초점(D)은 입사면(51)과 출사면(52) 사이에 위치될 수 있고, 이 경우, 입사면(51)과 출사면(52) 사이의 거리(L2)는 초점거리(L1) 이상일 수 있다.
입사면(51)과 출사면(52) 사이의 거리(L2)는 광축 방향으로 광학 렌즈(50)의 길이(L2)로 정의될 수 있다. 입사면(51)의 곡률은 광학 렌즈(50)의 초점거리(L1)가 광학 렌즈(50)의 길이(L2) 보다 짧게 형성될 수 있다.
이러한 광학 렌즈(50)는 한 쌍의 측면(53)(54) 중 어느 하나(53)와 입사면(51)의 경계(B1)와, 한 쌍의 측면(53)(54) 중 다른 하나(54)와 입사면(51)의 경계(B2) 사이의 거리(L3, 이하,"최단 거리"라 칭함)는 광폭(W)의 0.95배 내지 1.0배일 수 있다.
이러한 최단 거리(L3)는 레이져 광의 광축 방향(Q)과 직교한 방향으로 입사면(51)의 폭(L3)일 수 있다.
광학 렌즈(50)의 일예는 도 9의 (a)는 도시된 바와 같이, 광폭(W)/최단거리(L3)의 비가 1인 경우로서, 광폭(W)가 최단거리(L3)가 동일한 경우일 수 있고, 레이져 광(S)이 입사면(51)의 전체에 입사되고, 레이져 광(S)이 한 쌍의 측면(53)(54)에 입사되지 않는 경우일 수 있다.
광학 렌즈(50)의 다른 예는 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 광폭(W)/최단거리(L3)의 비가 1 보다 큰 경우로서, 레이져 광(S)이 입사면(51) 뿐만 아니라 한 쌍의 측면(53)(54) 중 입사면(51)과 근접한 일부 영역을 통해 입사되는 경우일 수 있다.
광학 렌즈(50)의 또 다른 예는 도 9의 (c)에 도시된 바와 같이, 광폭(W)/최단거리(L3)의 비가 1 보다 큰 경우로서, 레이져 광(S)이 입사면(51)의 전체로 입사되지 못하고, 입사면(51)의 일부를 통해서만 입사되는 경우일 수 있다.
도 9의 (a),(b) 및 (c)에 도시된 광학 렌즈(50)의 예들을 비교하면, 도 9의 (a)와 같이, 광폭(W)과 최단거리(L3)가 동일할 경우, 레이져 광(S)은 최대한 넓고 고르게 방사될 수 있다.
반면에, 도 9의 (b)와 같이, 광폭(W)이 최단거리(L3) 보다 길 경우, 레이져 광(S)은 넓게 방사되지만 광폭(W)과 최단거리(L3)가 동일한 경우 보다 불균일하게 방사될 수 있다.
한편, 도 9의 (c)와 같이, 광폭(W)이 최단거리(L3) 보다 짧을 경우, 레이져 광(S)은 다수의 광선 다발이 겹치는 구간이 많고, 광폭(W)과 최단거리(L3)가 동일한 경우 보다 그 방사 각이 작을 수 있다.
본 실시예의 바람직한 예는 레이져 광원(40)에서 발산된 레이져 광(S)의 광폭(W)과 광학 렌즈(50)의 최단거리(L3) 즉, 입사면(51)의 폭(L3)이 동일한 경우일 수 있고, 이를 위한, 입사면(51)의 곡률반경은 식 1에 도시된 θ와 W의 함수로 결정될 수 있다.
[식 1] R(θ,W)=W/(2*COS(θ)
여기서, R은 입사면(51)의 곡률반경이고, W는 광폭이며, θ는 경계(B1,B2)에서 광축(Q)과 나란하게 연장된 연장선(N)과 측면(53,54) 사이의 각이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 커버와 수광소자 및 피시비가 도시된 단면도이다.
본 실시예의 커버(2')는 디스플레이 패널(1)을 향하는 면에 다수의 볼록부(28)가 형성된 집광패턴(P)이 형성될 수 있다.
다수의 볼록부(28)는 커버(2') 중 디스플레이 패널(1)을 향하는 면에 형성될 수 있다. 다수의 볼록부(28)는 커버(2')의 길이방향으로 연속될 수 있다.
본 실시예 커버(2')는 광학 렌즈(50)에서 방사된 레이져 광(S)이 커버(2')를 투과한 후, 복수개 수광소자(5)를 향하게 배치될 수 있다.
이러한 집광패턴(P)는 복수개 블록부(28)의 조합으로 정의될 수 있고, 2차원 레이져 광(S)을 구성하는 다수의 광선 다발은 집광패턴(P)을 구성하는 복수개 볼록부(28)로 분산되어 입사될 수 있다.
복수개 볼록부(28)로 분산된 다수의 광선 다발은 복수개 블록부(28)에 의해 굴절된 후, 복수개의 수광소자(5)를 향할 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 레이져 제너레이터 모듈이 도시된 사시도이고, 도 12는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 레이져 제너레이터 모듈이 도시된 확대 단면도이다.
본 실시예는 레이져 광원(40')에서 발산된 레이져 광을 광학 렌즈(50)으로 반사시키는 반사체(70)를 더 포함할 수 있고, 레이져 광원(40)')이 반사체(70)를 향해 레이져 광(S)을 발산하게 배치될 수 있다.
레이져 광원(40')과 반사체(70) 이외의 광학 렌즈(50) 및 모듈 브라켓(60) 등의 기타 기타 구성 및 작용은 본 발명 일 실시예와 동일하므로 동일 부호를 사용하고 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
레이져 광원(40')은 전후 방향(X)의 광축(Q')을 갖는 레이져 광(S)이 발산되게 배치될 수 있다. 레이져 광원(40')은 전방 방향으로 레이져 광(S)이 발산되게 모듈 브라켓(60)에 배치될 수 있다.
반사체(70)는 레이져 광원(40')의 전방에 위치될 수 있고, 일예로 평면 미러일 수 있다. 반사체(70)는 레이져 광(S)의 광 경로를 직교한 방향으로 전환할 수 수 있고, 반사체(70)의 반사면은 레이져 광원(40')과, 광학 레즈(50)의 입사면(51) 각각을 향할 수 있다.
반사체(70)는 복수개 미러의 조합으로 구성되는 것도 가능하고, 그 개수에 한정되지 않음은 물론이다.
반사체(70)는 모듈 브라켓(60) 또는 베젤 커버(9)에 장착될 수 있고, 그 위치가 고정된 상태에서 레이져 광(S)을 광학 렌즈(50)의 입사면(51)로 반사시킬 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 디스플레이 패널 2: 커버
3: 피시비 4: 레이져 제너레이터 모듈
40: 레이져 광원 50: 광학 렌즈
51: 입사면 52: 출사면
53.54: 측면

Claims (10)

  1. 광폭을 갖는 레이져 광을 발산하는 레이져 광원과;
    상기 레이져 광원과 이격되고 복수개 수광소자가 설치된 피시비와;
    상기 레이져 광원에서 발산된 레이져 광을 방사하는 광학 렌즈와;
    상기 광학 렌즈와 상기 레이져 광원이 배치되는 모듈 브라켓을 포함하고,
    상기 광학 렌즈는
    상기 레이져 광이 입사되고 곡면 형상인 입사면과;
    상기 입사면과 이격된 출사면과;
    상기 입사면과 출사면을 잇는 한 쌍의 측면을 포함하고,
    상기 광학 렌즈의 초점 거리는 상기 입사면과 출사면 사이의 거리 보다 짧은 터치 디스플레이.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 출사면의 폭은 상기 입사면의 폭 보다 길고,
    상기 한 쌍의 측면 사이의 폭은 상기 입사면과 가까워질 수록 점차 감소되는 터치 디스플레이.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 측면 중 어느 하나와 상기 입사면의 경계와, 상기 한 쌍의 측면 중 다른 하나와 상기 입사면의 경계 사이의 거리는 상기 광폭의 0.95배 내지 1.05배인 터치 디스플레이.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 입사면의 곡률반경은 식 1에 의해 결정된 터치 디스플레이
    [식 1] R=W/(2*COS(θ)
    상기 R은 상기 입사면의 곡률반경이고,
    상기 W는 광폭이며,
    상기 θ는 상기 경계에서 광축과 나란하게 연장된 연장선과 상기 측면 사이의 각이다.
  5. 삭제
  6. 디스플레이 패널과;
    상기 디스플레이 패널의 둘레면을 향하게 배치된 복수개 커버와,
    상기 복수개 커버 각각에 배치되고 복수개 수광소자가 설치된 피시비와;
    상기 복수개 커버 중 인접한 한 쌍의 커버 각각을 향하는 레이져 제너레이터 모듈과;
    상기 레이져 제너레이터 모듈은
    광폭을 갖는 레이져 광을 발산하는 레이져 광원과;
    상기 레이져 광원에서 입사된 레이져 광이 투과하는 광학 렌즈를 포함하며,
    상기 광학 렌즈는
    상기 레이져 광이 입사되고 곡면 형상인 입사면과;
    상기 입사면과 이격된 출사면과;
    상기 입사면과 출사면을 잇는 한 쌍의 측면을 포함하고,
    상기 광학 렌즈의 초점 거리는 상기 입사면과 출사면 사이의 거리 보다 짧은 터치 디스플레이.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 출사면의 폭은 상기 입사면의 폭 보다 길고,
    상기 한 쌍의 측면 사이의 폭은 상기 입사면과 가까워질 수록 점차 감소되며,
    상기 입사면의 곡률반경은 식 1에 의해 결정된 터치 디스플레이
    [식 1] R=W/(2*COS(θ)
    상기 R은 상기 입사면의 곡률반경이고,
    상기 W는 상기 입사면의 광폭이며,
    상기 θ는 상기 입사면의 경계에서 광축과 나란하게 연장된 연장선과 상기 측면 사이의 각이다.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 레이져 제너레이터 모듈은 상기 광학 렌즈와 레이져 광원이 배치되는 모듈 브라켓을 더 포함하고,
    상기 모듈 브라켓과 피시비 및 커버를 덮는 베젤 커버를 더 포함하며,
    상기 레이져 광원은 상기 광학 렌즈와 베젤 커버 사이에 배치된 터치 디스플레이.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 커버는 상기 디스플레이 패널을 향하는 면에 다수의 볼록부가 상기 커버의 길이방향으로 연속되는 집광패턴이 형성된 터치 디스플레이.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 레이져 광원에서 발산된 레이져 광을 상기 광학 렌즈로 반사시키는 반사체를 더 포함하고,
    상기 입사면은 상기 반사체의 반사면을 향하는 터치 디스플레이.
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