KR20040031195A - Touch screen system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 거리 센서를 이용하는 터치 스크린(Touch Screen)에 관한 것이다.The present invention relates to a display device, and more particularly to a touch screen using a distance sensor.
터치 스크린은 컴퓨터 입력 수단의 하나로, 사람이 손가락 등을 사용해서 스크린의 특정 지점을 누르면 그 지점에 해당하는 출력신호를 스크린 상에 표시함으로써 사용자가 보다 편리하게 원하는 정보를 입출력할 수 있는 수단이다.The touch screen is a computer input means. When a person presses a specific point on the screen using a finger or the like, the touch screen displays an output signal corresponding to the point on the screen so that the user can input and output the desired information more conveniently.
터치 스크린은 스크린 상의 2차원의 터치 지점을 검출하기 위한 터치 센서를 구비하는 것이 일반적이며, 다양한 구조의 터치 스크린이 개발되고 있는 실정이다.The touch screen generally includes a touch sensor for detecting a two-dimensional touch point on the screen, and a touch screen having various structures is being developed.
이와 같은 터치 스크린은 점차 사용 영역이 확대되고 있으며, 차량 통합 정보 표시장치 등에도 사용되고 있다.Such touch screens are increasingly being used, and are also used in vehicle integrated information displays and the like.
터치 스크린은 주로 사람의 손가락에 의해 눌려지는 부분이 서로 구별될 수 있는 크기를 가져야 하므로, 스크린의 크기가 제한되는 경우에 스크린 상에 표시될 수 있는 부분의 크기와 개수가 한정되게 된다.Since the touch screen should mainly have sizes that can be distinguished from each other by the human finger, the size and number of portions that can be displayed on the screen is limited when the size of the screen is limited.
특히, 차량 통합 정보 표시장치에 터치 스크린을 사용하는 경우에는 차량의 진동 등으로 인하여 사용자가 원하는 지점을 정확히 터치하는 것이 어렵게 된다. 이와 같은 이유로 터치 스크린을 더 크게 제작하거나, 스크린 상에 동시에 표시되는 부분의 개수를 줄여야 하는 문제점이 있다.In particular, when the touch screen is used for the integrated vehicle information display device, it is difficult to accurately touch a point desired by the user due to vibration of the vehicle. For this reason, there is a problem of making the touch screen larger or reducing the number of portions simultaneously displayed on the screen.
본 발명은 상기 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 사람의 손가락이 터치 스크린에 접촉되기 전에 손가락이 접촉할 지점을 미리 스크린 상에 표시함으로써 스크린 터치의 정확성을 높이고, 나아가 스크린에 표시된 컨텐츠의 크기를 작게 하여 스크린 상의 공간 활용도를 크게 높일 수 있는 터치 스크린을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-described problems, and improves the accuracy of the screen touch by displaying the point where the finger touches beforehand on the screen before the human finger touches the touch screen, It is an object of the present invention to provide a touch screen that can increase the utilization of space on the screen by reducing the size of the content.
도1은 본 발명의 제1실시예에 의한 터치 스크린 시스템의 구성을 간략히 보여주는 구성도이다.1 is a configuration diagram briefly showing a configuration of a touch screen system according to a first embodiment of the present invention.
도2는 도1의 터치 스크린 시스템에서 터치 스크린과 적외선 센서 어레이의 배치를 보여주는 측면도이다.FIG. 2 is a side view illustrating an arrangement of a touch screen and an infrared sensor array in the touch screen system of FIG. 1.
도3은 본 발명에 제2실시예에 의한 터치 스크린 시스템의 구성을 간략히 보여주는 구성도이다.3 is a schematic diagram showing the configuration of a touch screen system according to a second embodiment of the present invention.
도4는 본 발명에 의한 터치 스크린의 예상 터치 지점 표시방법을 보여주는 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a method of displaying an expected touch point of a touch screen according to the present invention.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 터치 스크린 시스템은Touch screen system according to the present invention for achieving the above object is
터치 스크린 디스플레이;Touch screen display;
사용자의 손가락이 터치 스크린에 접촉되기 전, 사용자의 손가락의 위치를 검출하여 해당하는 신호를 출력하는 위치 검출기; 및A position detector for detecting a position of a user's finger and outputting a corresponding signal before the user's finger contacts the touch screen; And
상기 위치 검출기의 출력신호에 기초하여 상기 터치 스크린 디스플레이 상의 예상 터치 지점을 산출하고, 산출된 예상 터치 지점을 상기 터치 스크린 디스플레이 상에 표시하는 제어유닛A control unit for calculating an expected touch point on the touch screen display based on an output signal of the position detector and displaying the calculated expected touch point on the touch screen display
을 포함하는 것을 특징으로 한다.Characterized in that it comprises a.
상기 위치 검출기는The position detector is
터치 스크린의 외측에 각각 배치되어 사용자의 손가락의 수평위치와 수직위치를 각각 검출하여 해당하는 신호를 출력하는 제1 적외선 센서 어레이와 제2 적외선 센서 어레이를 포함하고,A first infrared sensor array and a second infrared sensor array disposed on the outside of the touch screen to respectively detect horizontal and vertical positions of a user's finger and output corresponding signals;
상기 제어유닛은The control unit
상기 제1 적외선 센서 어레이와 제2 적외선 센서 어레이의 출력신호를 입력받아 터치 스크린 상의 예상 터치 지점을 산출하는 것이 바람직하다.It is preferable to calculate the expected touch point on the touch screen by receiving the output signals of the first infrared sensor array and the second infrared sensor array.
또한, 상기 제1 및 제2 적외선 센서 어레이는 터치 스크린의 표면으로부터 상방향으로 설정된 거리 이격하여 각각 배치되는 것이 바람직하다.In addition, the first and second infrared sensor array is preferably disposed at a distance from the surface of the touch screen in the upward direction.
본 발명의 다른 실시예에 의한 터치 스크린 시스템에서In a touch screen system according to another embodiment of the present invention
상기 위치 검출기는The position detector is
터치 스크린의 외측에 배치되어 손가락까지의 거리를 검출하여 해당하는 신호를 출력하는 복수개의 초음파 센서를 포함하고,A plurality of ultrasonic sensors disposed outside the touch screen to detect a distance to a finger and output a corresponding signal,
상기 제어유닛은The control unit
상기 복수개의 초음파 센서의 신호를 기초로 터치 스크린 상의 예상 터치 지점을 산출하여 해당하는 신호를 출력하는 것이 바람직하다.It is preferable to output a corresponding signal by calculating an expected touch point on the touch screen based on the signals of the plurality of ultrasonic sensors.
본 발명에 의한 터치 스크린의 예상 터치 지점 표시방법은The expected touch point display method of the touch screen according to the present invention
터치 스크린의 표면에 사용자의 손가락이 접촉되기 전, 손가락의 위치를 검출하는 손가락 위치 검출단계;A finger position detecting step of detecting a position of a finger before the user's finger contacts the surface of the touch screen;
상기 검출된 손가락의 위치를 기초로 예상 터치 지점을 산출하는 예상 터치 지점 산출단계; 및An expected touch point calculation step of calculating an expected touch point based on the detected position of the finger; And
상기 산출된 예상 터치 지점을 터치 스크린 상에 표시하는 예상 터치 지점 표시단계An expected touch point display step of displaying the calculated expected touch point on the touch screen
를 포함하는 것을 특징으로 한다.Characterized in that it comprises a.
상기 손가락 위치 검출단계에서 사용자의 손가락의 위치는In the finger position detection step, the position of the user's finger is
터치 스크린의 외측에 각각 배치되어 사용자의 손가락의 수평위치와 수직위치를 각각 검출하는 제1 적외선 센서 어레이와 제2 적외선 센서 어레이에 의해 검출되는 것이 바람직하다.It is preferably detected by the first infrared sensor array and the second infrared sensor array, respectively disposed outside the touch screen to detect the horizontal position and the vertical position of the user's finger.
한편, 상기 손가락 위치 검출단계에서 사용자의 손가락의 위치는On the other hand, the position of the user's finger in the finger position detection step
터치 스크린의 외측에 배치되어 손가락까지의 거리를 검출하는 복수개의 초음파 센서에 의해 검출될 수도 있다.It may be detected by a plurality of ultrasonic sensors disposed outside the touch screen to detect the distance to the finger.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치 스크린의 터치 예상지점 표시장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a touch predicted point display device of a touch screen according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 의한 터치 스크린 시스템은 터치 스크린 상의 사용자의 손가락의위치를 검출하여, 검출된 위치에 해당하는 터치 스크린 상의 예상 터치 지점을 미리 표시하도록 작동된다.The touch screen system according to the present invention is operable to detect the position of the user's finger on the touch screen and display the expected touch point on the touch screen corresponding to the detected position in advance.
따라서, 본 발명에 의한 터치 스크린 시스템은 터치 스크린에 사용자의 손가락이 접촉되기 전에 손가락의 위치를 검출하는 센서가 필요하다.Therefore, the touch screen system according to the present invention requires a sensor for detecting the position of a finger before the user's finger contacts the touch screen.
본 발명의 제1실시예에서는 상기 센서로 적외선 센서 어레이를 사용하며, 제2실시예에서는 상기 센서로 초음파 센서를 사용한다.In the first embodiment of the present invention, an infrared sensor array is used as the sensor, and in the second embodiment, an ultrasonic sensor is used as the sensor.
이하에서, 첨부된 도면은 참조하여 본 발명의 터치 스크린 시스템을 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a touch screen system of the present invention.
도1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 터치 스크린 장치(10)는 터치 스크린(12), 터치 스크린 디스플레이(12)의 가로축과 세로축에 각각 배치되는 제1 적외선 센서 어레이(first infrared sensor array, 14)와 제 2적외선 센서 어레이(second infrared sensor array, 16), 제1 및 제2적외선 센서 어레이로부터 펄스신호를 입력받아 손가락의 접촉 예상지점을 산출하는 제어유닛(18), 및 제어유닛(18)으로부터 예상지점을 나타내는 신호를 입력받아 사용자가 식별할 수 있는 예상지점 표시가 터치 스크린 디스플레이(12) 상에 나타나도록 제어하는 터치 스크린 컨트롤러(20)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the touch screen device 10 according to the present invention includes a first infrared sensor array disposed on a horizontal axis and a vertical axis of the touch screen 12 and the touch screen display 12, respectively. 14) and a second infrared sensor array (16), a control unit (18) for receiving pulse signals from the first and second infrared sensor arrays and calculating an expected point of contact of a finger, and a control unit (18). And a touch screen controller 20 which receives a signal indicating an expected point from the control panel and controls a display of the expected point that can be identified by the user on the touch screen display 12.
도1의 터치 스크린 시스템은 제어유닛(18)과 터치스크린 컨트롤러(20)를 별개의 유닛인 경우이나, 위 두가지 기능을 수행하는 하나의 제어유닛으로 구성할 수 있음은 물론이다.In the touch screen system of FIG. 1, the control unit 18 and the touch screen controller 20 may be configured as a separate unit or as a single control unit that performs the above two functions.
도2에 도시된 바와 같이, 제1 적외선 센서 어레이(14)와 제2 적외선 센서 어레이(16)는 터치 스크린 디스플레이(12)로부터 상방향으로 설정된 거리(d) 만큼 이격되어 설치되는 것이 바람직하다. 설정된 거리는 임의로 선택될 수 있는 값이며, 보다 정확하게 터치 지점을 예상하기 위해서는 설정된 거리가 작을수록 바람직하나, 설정된 거리가 지나치게 작은 경우에는 사용자가 예상 터치 지점을 보기 위해서는 스크린 표면에 아주 가까이 손가락을 근접시켜야 한다는 문제가 생긴다.As shown in FIG. 2, the first infrared sensor array 14 and the second infrared sensor array 16 are preferably spaced apart from the touch screen display 12 by a distance d set upward. The set distance is a value that can be arbitrarily selected. The smaller the set distance is, the more preferable it is to accurately predict the touch point. However, if the set distance is too small, the user must move the finger very close to the screen surface to see the expected touch point. The problem arises.
제1 및 제2 적외선 센서 어레이(14 및 16)이 터치 스크린 디스플레이(12)로부터 상방향으로 설정된 거리 만큼 이격되어 있으므로, 사용자의 손가락이 터치 스크린 디스플레이(12)의 표면에 닿기 전에 손가락의 위치를 검출할 수 있게 된다.Since the first and second infrared sensor arrays 14 and 16 are spaced apart from the touch screen display 12 by an upwardly set distance, the position of the finger before the user touches the surface of the touch screen display 12 is determined. It can be detected.
제1 적외선 센서 어레이(14)와 제2 적외선 센서 어레이(16)는 설정된 개수의 펄스신호를 각각 출력하며, 전방에 장애물이 검출되는 지점에 해당하는 펄스신호는 양의 펄스가 된다.The first infrared sensor array 14 and the second infrared sensor array 16 output a predetermined number of pulse signals, respectively, and a pulse signal corresponding to a point where an obstacle is detected in front is a positive pulse.
사용자의 손가락이 터치 스크린 디스플레이(12)의 표면으로부터 상기 설정된 거리에 이르게 되면, 제1 적외선 센서 어레이(14)와 제2 적외선 센서 어레이(16)는 손가락의 위치를 검출한다. 즉, 제1 적외선 센서 어레이(14)의 펄스신호배열은 터치 스크린 디스플레이(12)의 가로축 상의 손가락의 위치에 해당하는 펄스신호가 양의 반응(positive response)을 나타내게 되고, 제2 적외선 센서 어레이(16)의 펄스신호배열은 터치 스크린 디스플레이(12)의 세로축 상의 손가락의 위치에 해당하는 펄스신호가 양의 반응을 나타내게 된다.When the user's finger reaches the set distance from the surface of the touch screen display 12, the first infrared sensor array 14 and the second infrared sensor array 16 detect the position of the finger. That is, in the pulse signal array of the first infrared sensor array 14, the pulse signal corresponding to the position of the finger on the horizontal axis of the touch screen display 12 shows a positive response, and the second infrared sensor array ( In the pulse signal arrangement of 16, the pulse signal corresponding to the position of the finger on the vertical axis of the touch screen display 12 shows a positive response.
상기 제1 적외선 센서 어레이(14)와 제2 적외선 센서 어레이(16)에 의해 양의 펄스가 검출되면, 펄스신호를 제어유닛(18)으로 출력한다.When a positive pulse is detected by the first infrared sensor array 14 and the second infrared sensor array 16, a pulse signal is output to the control unit 18.
제어유닛(18)은 제1 적외선 센서 어레이(14)와 제2 적외선 센서 어레이(16)의 펄스신호를 기초로 손가락의 예상 터치 지점을 산출한다. 제1 적외선 센서 어레이(14)와 제2 적외선 센서 어레이(16)의 펄스신호를 기초로 예상 터치 지점을 산정하는 것은 간단한 매핑으로 수행될 수 있다.The control unit 18 calculates an expected touch point of the finger based on the pulse signals of the first infrared sensor array 14 and the second infrared sensor array 16. Calculating the expected touch point based on the pulse signals of the first infrared sensor array 14 and the second infrared sensor array 16 may be performed by simple mapping.
예상 터치 지점이 산출되면, 제어유닛(18)은 산출된 예상 터치 지점을 나타내는 신호를 터치 스크린 컨트롤러(20)로 출력한다.When the expected touch point is calculated, the control unit 18 outputs a signal indicating the calculated expected touch point to the touch screen controller 20.
터치 스크린 컨트롤러(20)는 예상 터치 지점이 터치 스크린 디스플레이(12) 상에 표시되도록 터치 스크린(12)을 제어한다.The touch screen controller 20 controls the touch screen 12 such that an expected touch point is displayed on the touch screen display 12.
한편, 적외선 센서 어레이 대신에 초음파 센서(ultrasonic wave sensor)를 사용하여 예상 터치 지점을 산출할 수 있는데, 초음파 센서를 사용하는 터치 스크린 장치는 도3에 도시되어 있다.Meanwhile, instead of an infrared sensor array, an ultrasonic wave sensor may be used to calculate an expected touch point. A touch screen device using the ultrasonic sensor is illustrated in FIG. 3.
도3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 의한 초음파 장치는 터치 스크린(12), 터치 스크린 디스플레이(12)의 외측의 기설정된 위치에 각각 배치되는 제1, 제2, 및 제3 초음파 센서(32, 34, 및 36), 상기 초음파 센서(32, 34, 및 36)의 신호를 입력받아 예상 터치 지점을 산출하는 제어유닛(18), 및 제어유닛의 신호를 입력받아 터치 스크린 디스플레이(12) 상에 예상 터치 지점이 표시되도록 제어하는 터치 스크린 컨트롤러(20)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the ultrasound apparatus according to another embodiment of the present invention includes the touch screen 12 and the first, second, and third disposed at predetermined positions outside the touch screen display 12, respectively. Ultrasonic sensors 32, 34, and 36, a control unit 18 that receives signals from the ultrasonic sensors 32, 34, and 36 to calculate an expected touch point, and a touch screen display that receives signals from the control unit And a touch screen controller 20 for controlling the display of the expected touch point on the display 12.
상기 제1, 제2, 및 제3 초음파 센서(32, 34, 및 36)는 손가락까지의 거리를 검출하여 해당하는 신호를 제어유닛(18)으로 출력한다. 제어유닛(18)은 3개의 신호와 3개의 초음판 센서의 위치에 대한 정보를 이용하여 예상 터치 지점을 산출한다.상기 제1, 제2, 및 제3 초음파 센서(32, 34, 및 36)의 신호, 및 센서 위치 정보를 기초로 하는 예상 터치 지점의 산출은 간단한 산술식에 의해 구해질 수 있으며, 이는 당업자에게 자명한 것으로 이에 대한 더욱 상세한 설명은 생략한다.The first, second, and third ultrasonic sensors 32, 34, and 36 detect a distance to a finger and output a corresponding signal to the control unit 18. The control unit 18 calculates an expected touch point by using the information about the three signals and the positions of the three ultrasonic sensors. The first, second, and third ultrasonic sensors 32, 34, and 36 are calculated. The calculation of the expected touch point based on the signal and the sensor position information can be obtained by a simple arithmetic equation, which will be apparent to those skilled in the art and a detailed description thereof will be omitted.
예상 터치 지점이 산출되면 제어유닛(18)은 해당하는 신호를 터치 스크린 컨트롤러(20)로 출력하고, 터치 스크린 컨트롤러(20)는 입력받은 신호를 기초로 예상 터치 지점이 터치 스크린 디스플레이(12) 상에 표시되도록 제어한다.When the expected touch point is calculated, the control unit 18 outputs a corresponding signal to the touch screen controller 20, and the touch screen controller 20 displays the expected touch point on the touch screen display 12 based on the received signal. Control to display on
도3의 실시예에서는 초음파 센서가 3개인 경우를 설명하였으나, 초음파 센서의 개수가 이에 한정되지 아니함은 자명하다. 예를 들어, 초음파 센서를 터치 스크린 디스플레이(12)의 네 모서리에 각각 배치하여 손가락의 위치를 검출할 수 있다.In the embodiment of FIG. 3, the case of three ultrasonic sensors has been described, but the number of ultrasonic sensors is not limited thereto. For example, the ultrasonic sensors may be disposed at four corners of the touch screen display 12 to detect the position of a finger.
도4를 참고로 하여, 본 발명에 의한 터치 스크린의 예상 터치 지점 표시방법에 대해 설명하기로 한다.Referring to FIG. 4, a method of displaying an expected touch point of a touch screen according to the present invention will be described.
손가락이 터치 스크린 디스플레이(12)으로 접근하는 경우, 터치 스크린의 외측에 구비되는 손가락의 위치를 측정하는 센서(상기 설명한 적외선 센서 어레이(14, 및 16), 또는 초음파 센서(32, 34, 및 36))를 통해 손가락의 위치를 검출하여 해당하는 신호를 제어유닛(18)으로 출력한다 (S412).When the finger approaches the touch screen display 12, the sensor (infrared sensor arrays 14 and 16 described above, or the ultrasonic sensors 32, 34, and 36) for measuring the position of the finger provided on the outside of the touch screen. The position of the finger is detected through)) and the corresponding signal is output to the control unit 18 (S412).
제어유닛(18)은 입력되는 신호(손가락의 위치에 대한 정보)를 이용하여 예상 터치 지점을 산출한다 (S414).The control unit 18 calculates an expected touch point using the input signal (information about the position of the finger) (S414).
적외선 어레이 센서 신호나 초음파 센서 신호를 기초로 예상 터치 지점을 산출하는 것에 대해서는 상기에서 이미 설명하였으므로, 여기서는 설명을 생략한다.Calculating the expected touch point based on the infrared array sensor signal or the ultrasonic sensor signal has already been described above, and thus description thereof is omitted here.
예상 터치 지점이 산출되면 제어유닛(18)은 예상 터치 지점을 나타내는 신호를 터치 스크린 컨트롤러(20)로 출력하고, 터치 스크린 컨트롤러(20)는 입력된 예상 터치 지점 신호에 기초하여 터치 스크린 디스플레이(12) 상에 예상 터치 지점이 표시되도록 한다 (S416).When the expected touch point is calculated, the control unit 18 outputs a signal indicating the expected touch point to the touch screen controller 20, and the touch screen controller 20 based on the inputted expected touch point signal 12 displays the touch screen display 12. In step S416, an expected touch point is displayed.
상기와 같은 본 발명에 따른 터치 스크린 장치는 예상 터치 지점이 터치 스크린 상에 표시되도록 하여 사용자가 보다 정확하게 원하는 지점을 터치할 수 있게 하며, 그 결과 터치 스크린의 크기를 감소시킬 수 있게 된다.As described above, the touch screen device according to the present invention allows the user to touch the desired point more accurately by displaying the expected touch point on the touch screen, and as a result, the size of the touch screen can be reduced.
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