KR20070119229A - 터치 스크린 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터치 스크린 장치에 관한 것으로서, 각각 복수의 발광소자와 수광소자를 가지며, 각기 다른 각도의 광경로를 갖는 제1센서어레이층과 제2센서어레이층을 포함하고, 상기 제1센서어레이층의 광경로와 상기 제2센서어레이층의 광경로가 교차되는 적어도 한 점 이상이 동시에 터치 인식 가능한 것을 특징으로 하는 터치 스크린 장치를 제공한다.
터치 스크린, 발광소자, 수광소자, 광경로, 경사

Description

터치 스크린 장치{Touch screen device}
도 1은 일반적인 터치 스크린 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도.
도 2는 일반적인 터치 스크린 장치에서의 터치 감지 원리를 설명하기 위한 평면도.
도 3의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 장치의 제1센서어레이층 및 제2센서어레이층을 나타낸 평면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 장치의 조립 평면도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
S1: 제1센서어레이층 S2: 제2센서어레이층
100,200: 터치보드 110a,110b,210a,210b: 발광소자
120a,120b,220a,220b: 수광소자 140,240: PCB 기판
L1: 제1센서어레이층의 광경로 L2: 제2센서어레이층의 광경로
본 발명은 터치 스크린 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 동시에 적어도 한 점 이상의 터치 인식을 가능하도록 함으로써, 터치 스크린의 기능을 다양화할 수 있는 터치 스크린 장치에 관한 것이다.
일반적으로 터치 스크린 장치는, 스크린을 통해 컴퓨터와 인터페이스하여 직접 자료를 입력 또는 출력할 수 있도록 하는 장치로서, 스크린에 나타난 문자나 특정 위치에 사람의 손 또는 물체의 접촉이 있으면 접촉된 위치의 좌표를 파악하고, 연결된 컴퓨터의 소프트 웨어에 의해 선택된 좌표의 메뉴에 해당하는 특정 처리를 실행하게 된다.
터치 스크린은, 터치보드에 표시되어 있는 버튼을 손가락으로 접촉하는 것만으로 컴퓨터를 대화적, 직감적으로 조작 가능하도록 함으로써, 남녀노소 누구나 쉽게 사용할 수 있으며, 입력상의 실수를 감소시킬 수 있고, 종래의 마우스나 키보드와 같은 별도의 입력장치를 필요로 하지 아니하여 컴퓨터 시스템을 소형화·경량화할 수 있다는 장점이 있다. 이에 따라, 최근에 가장 각광받는 포인팅 디바이스로 앞으로 사용 분야의 확대가 예상된다.
도 1은 일반적인 터치 스크린 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
종래의 터치 스크린은, 도 1에 도시한 바와 같이, 사각형의 터치보드(100)와, 상기 터치보드(100)의 인접하는 두변의 외측에 배치된 복수의 발광소 자(110a,110b)와, 상기 발광소자(110a,110b)에 대향하는 상기 터치보드(100)의 인접하는 두변의 외측에 배치된 복수의 수광소자(120a,120b), 및 상기 발광소자(110a,110b)와 수광소자(120a,120b)를 구동 제어하기 위한 별도의 회로부(130)를 구비한다. 상기 회로부(130)는, 발광소자(110a,110b)를 발광시키고, 수광소자(120a,120b)의 출력값을 읽어들여서 터치된 위치의 좌표값을 계산한다.
이러한 구성을 가지는 터치 스크린의 터치 감지 원리를 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 일반적인 터치 스크린 장치에서의 터치 감지 원리를 설명하기 위한 평면도이다.
도 2를 참조하면, 터치보드(100)의 인접하는 두변의 외측에 배치된 발광소자(110a,110b)는, 그에 대향하는 터치보드(100)의 나머지 두변을 향해 적외선과 같은 빛을 방사한다. 그러면, 상기한 나머지 두변의 외측에 배치되어 있는 수광소자(120a,120b)가 상기 발광소자(110a,110b)로부터의 빛을 감지하게 된다. 상기 발광소자(110a,110b)와 수광소자(120a,120b)는 서로 직교 대향 배치되어 있어, 상기 발광소자(110a,110b)에서 수광소자(120a,120b)에 이르는 광경로(L1)는 서로 직각으로 교차된다.
이 때, 각각의 발광소자(110a,110b)와 대응하는 수광소자(120a,120b)에 대한 좌표값을 회로부(130)에 미리 설정한 후, 사용자가 터치보드(100)의 어느 부분을 터치하는 경우, 차단되는 빛에 대한 좌표값을 회로부(130)에서 판독하여 터치된 위 치를 인식하게 된다. 한편, 도 2에서 미설명한 도면부호 140은 PCB 기판을 나타낸다.
그러나, 전술한 바와 같은 종래의 터치 스크린 장치는, 사용자가 터치보드(100)의 어느 두 점 이상을 터치하는 경우, 두 곳의 X,Y 좌표, 예컨대 (X1,Y1)과 (X2,Y2) 중 어느 하나만이 터치된 좌표로 인식됨으로써, 동시에 다점의 터치 입력이 불가능하다는 문제점이 있다.
이에 따라, 동시에 다점의 터치 입력을 구현하기 위해 이미지 센서 등의 기술을 적용하여 구현한 예는 있으나, 그 구성이 복잡하고 원가가 높다는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은, 간단한 제조와 낮은 원가로도, 동시에 다점의 터치 입력을 가능하게 할 수 있는 터치 스크린 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 터치 스크린 장치는, 각각 복수의 발광소자와 수광소자를 가지며, 각기 다른 각도의 광경로를 갖는 제1센서어레이층과 제2센서어레이층을 포함하고, 상기 제1센서어레이층의 광경로와 상기 제2센서 어레이층의 광경로가 교차되는 적어도 한 점 이상이 동시에 터치 인식 가능한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 터치 스크린 장치는, 각각 사각형의 터치보드와, 상기 터치보드의 인접하는 두변의 외측에 배치된 복수의 발광소자와, 상기 발광소자에 대향하는 상기 터치보드의 인접하는 두변의 외측에 배치된 수광소자를 가지며, 상기 발광소자에서 상기 수광소자에 이르는 각기 다른 각도의 광경로를 갖는 제1센서어레이층 및 제2센서어레이층이 차례로 복개된 구조를 갖는다.
여기서, 상기 제1센서어레이층 및 상기 제2센서어레이층은 각각 상기 발광소자 및 수광소자를 구동 제어하기 위한 회로부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제1센서어레이층의 광경로는 서로 직각으로 교차되고, 상기 제2센서어레이층의 광경로는 임의의 각도로 경사진 것을 특징으로 하고, 이 때, 상기 제2센서어레이층의 광경로의 각도는 45°인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1센서어레이층의 광경로는 임의의 각도로 경사지고, 상기 제2센서어레이층의 광경로는 서로 직각으로 교차된 것을 특징으로 하고, 이 때, 상기 제1센서어레이층의 광경로의 각도는 45°인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1센서어레이층의 광경로와 상기 제2센서어레이층의 광경로가 교차되는 적어도 한 점 이상이 동시에 터치 인식 가능한 것을 특징으로 한다.
이하 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하 는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도 3의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 장치의 제1센서어레이층 및 제2센서어레이층을 나타낸 평면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 장치의 조립 평면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 장치는, 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 사각형의 터치보드(100)와, 상기 터치보드(100)의 인접하는 두변의 외측에 배치된 복수의 발광소자(110a,110b)와, 상기 발광소자(110a,110b)에 대향하는 상기 터치보드(100)의 인접하는 두변의 외측에 배치된 복수의 수광소자(120a,120b)가 PCB 기판(140) 상에 형성된 제1센서어레이층(S1)을 포함한다.
그리고 본 발명은, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같은 제2센서어레이층(S2)을 더 포함한다. 상기 제2센서어레이층(S2)은, 상기 제1센서어레이층(S1)과 마찬가지로 사각형의 터치보드(200)와, 상기 터치보드(200)의 인접하는 두변의 외측에 배치된 복수의 발광소자(210a,210b)와, 상기 발광소자(210a,210b)에 대향하는 상기 터치보드(200)의 인접하는 두변의 외측에 배치된 복수의 수광소자(220a,220b)가 PCB 기판(240) 상에 형성되어 있다. 다만, 상기 제2센서어레이층(S2)의 광경로(L2)는 상기 제1센서어레이층(S1)의 광경로(L1)와 각기 다른 각도를 갖고 있다.
즉, 상기 제1센서어레이층(S1)의 발광소자(110a,110b)와 수광소자(120a,120b)는 서로 직교 대향 배치되어 있어, 상기 제1센서어레이층(S1)의 발광소자(110a,110b)에서 수광소자(120a,120b)에 이르는 광경로(L1)는 서로 직각으로 교차되는 반면, 상기 제2센서어레이층(S2)의 발광소자(210a,210b)와 수광소자(220a,220b)는 서로 임의의 각도로 대향 배치되어 있어, 상기 제2센서어레이층(S2)의 발광소자(210a,210b)에서 수광소자(220a,220b)에 이르는 광경로(L2)는 임의의 각도로 경사지고 있다. 이 때, 상기 제2센서어레이층(S2)의 광경로(L2)의 각도는 45°인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 터치 스크린 장치는, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 제1센서어레이층(S1) 및 제2센서어레이층(S2)이 서로 겹쳐지는 형태로 차례로 복개되어 있고, 이에 따라, 각 센서어레이층(S1,S2)의 광경로들(L1,L2) 역시 서로 교차될 수 있다. 한편, 도 4에서는, 상기 제1센서어레이층(S1)의 상부에 제2센서어레이층(S2)이 복개된 경우를 도시하였으나, 이와는 반대로 상기 제2센서어레이층(S2)의 상부에 제1센서어레이층(S1)이 복개될 수도 있다.
그리고, 상기 제1 및 제2센서어레이층(S1,S2)은, 그들의 발광소자(110a,110b,210a,210b) 및 수광소자(120a,120b,220a,220b)를 구동 제어하기 위한 각각의 회로부(도시안함)를 더 포함하고 있으며, 이는 각 PCB 기판(140,240)에 구비될 수 있다. 상기 회로부는, 상술한 바와 같이 발광소자(110a,110b,210a,210b)를 발광시키고, 수광소자(120a,120b,220a,220b)의 출력값을 읽어들여서 터치된 위치의 좌표값을 계산하게 된다.
상기한 바와 같이 제1 및 제 2센서어레이층(S1,S2)이 복개된 구조를 갖는 터치 스크린 장치는, 그 외부에 장착되는 케이스(도시안함)에 의해 보호될 수 있다.
이러한 구성을 가지는 본 발명에 의한 터치 스크린 장치에 있어서, 제1 및 제2센서어레이층(S1,S2) 각각의 터치보드(100,200)에 인접하는 두변의 외측에 배치된 발광소자(110a,110b,210a,210b)는, 그에 대향하는 터치보드(100,200)의 나머지 인접하는 두변을 향해 빛을 방사한다. 그러면, 상기한 나머지 두변의 외측에 배치되어 있는 수광소자(120a,120b,220a,220b)가 상기 발광소자(110a,110b,210a,210b)로부터의 빛을 감지하게 된다. 상기한 발광소자(110a,110b,210a,210b)는 적외선 LED 등으로 이루어질 수 있다.
이 때, 상기 발광소자(110a,110b,210a,210b)와 대응하는 수광소자(120a,120b,220a,220b)에 대한 좌표값을 회로부에 미리 설정한 후, 사용자가 제1센서어레이층(S1)의 터치보드(100) 또는 제2센서어레이층(S2)의 터치보드(200) 중에서 최상부에 복개된 터치보드의 어느 부분을 터치하는 경우, 차단되는 빛에 대한 좌표값을 회로부에서 판독하여 터치된 위치를 인식하게 된다.
특히, 본 발명에 따른 터치 스크린 장치는, 제1센서어레이층(S1)과 겹쳐지는 제2센서어레이층(S2)을 추가로 포함하고 있기 때문에, 상기 제1센서어레이층(S1)의 광경로(L1)와 제2센서어레이층(S2)의 광경로(L2)가 교차되는 점들 중에서, 어느 한 점 이상을 사용자가 터치하는 경우, 터치된 점들의 좌표값을 모두 동시에 인식할 수 있다. 따라서, 터치 스크린의 기능을 다양화하여 새로운 응용 시장을 창출할 수 있는 기회를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 가격면에서 유리한 PCB 기판(140,240)을 그대로 사용하고, 다만 제2센서어레이층(S2)에서 발광소자(210a,210b)와 수광소자(220a,220b)의 대향 각도만을 기존과 다르게 변경함으로써, 간단한 제조와 낮은 원가로도, 동시에 한 점 이상의 터치 입력이 가능한 터치 스크린 장치를 구현할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 권리 범위는 개시된 실시예에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 터치 스크린 장치에 의하면, 발광 소자에서 수광소자에 이르는 광경로의 각도가 서로 다른 제1센서어레이층과 제2센서어레이층을 서로 복개시킴으로써, 상기 제1센서어레이층의 광경로와 상기 제2센서어레이층의 광경로가 서로 교차되는 점들 중에서, 어느 한 점 이상을 사용자가 터치하는 경우, 터치된 점들의 좌표값을 동시에 인식하도록 할 수 있다.
따라서, 본 발명은 터치 스크린의 기능을 다양화하여, 새로운 응용 시장을 창출할 수 있는 기회를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 가격면에서 유리한 PCB 기판을 그대로 사용하고, 다만 제1 및 제2센서어레이층 중 어느 한 층의 발광소자와 수광소자의 대향 각도만을 기존과 다르게 변경함으로써, 간단한 제조와 낮은 원가로도, 동시에 다점의 터치 입력을 가능하게 할 수 있다.

Claims (8)

  1. 각각 복수의 발광소자와 수광소자를 가지며, 각기 다른 각도의 광경로를 갖는 제1센서어레이층과 제2센서어레이층을 포함하고, 상기 제1센서어레이층의 광경로와 상기 제2센서어레이층의 광경로가 교차되는 적어도 한 점 이상이 동시에 터치 인식 가능한 것을 특징으로 하는 터치 스크린 장치.
  2. 각각 사각형의 터치보드와, 상기 터치보드의 인접하는 두변의 외측에 배치된 복수의 발광소자와, 상기 발광소자에 대향하는 상기 터치보드의 인접하는 두변의 외측에 배치된 수광소자를 가지며, 상기 발광소자에서 상기 수광소자에 이르는 각기 다른 각도의 광경로를 갖는 제1센서어레이층 및 제2센서어레이층이 차례로 복개된 구조를 갖는 터치 스크린 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1센서어레이층 및 상기 제2센서어레이층은 각각 상기 발광소자 및 수광소자를 구동 제어하기 위한 회로부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1센서어레이층의 광경로는 서로 직각으로 교차되고, 상기 제2센서어레이층의 광경로는 임의의 각도로 경사진 것을 특징으로 하는 터치 스크린 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1센서어레이층의 광경로는 임의의 각도로 경사지고, 상기 제2센서어레이층의 광경로는 서로 직각으로 교차된 것을 특징으로 하는 터치 스크린 장치.
  6. 제2항 또는 제4항에 있어서,
    상기 제2센서어레이층의 광경로의 각도는 45°인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 장치.
  7. 제2항 또는 제5항에 있어서,
    상기 제1센서어레이층의 광경로의 각도는 45°인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 제1센서어레이층의 광경로와 상기 제2센서어레이층의 광경로가 교차되는 적어도 한 점 이상이 동시에 터치 인식 가능한 것을 특징으로 하는 터치 스크린 장치.
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