KR20080014683A

KR20080014683A - 비접촉식 좌표입력 시스템용 도광판, 이를 포함하는 시스템및 이를 이용한 비접촉식 좌표입력 방법

Info

Publication number: KR20080014683A
Application number: KR1020070080494A
Authority: KR
Inventors: 이연근; 박상현; 최현석; 김정두; 이수림
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2006-08-10
Filing date: 2007-08-10
Publication date: 2008-02-14
Also published as: JP2012138105A; WO2008018768A9; CN101484867A; TWI381297B; KR100917582B1; JP2009545056A; KR20080014682A; WO2008018768A1; CN101484867B; US20090322677A1; KR100917583B1; TW200820054A; US8754852B2

Abstract

본 발명은 비접촉식 좌표입력 시스템용 도광판, 이를 포함하는 시스템 및 이를 이용한 비접촉식 좌표입력 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 종래의 접촉식 좌표입력 시스템이 가지는 직접 접촉에 의한 좌표입력 방식의 불편함을 해소한 비접촉식 좌표입력 시스템에 사용되는 도광판으로서 센서 사용량과 광손실을 최대한으로 감소시킬 수 있는 본 발명은 비접촉식 좌표입력 시스템용 도광판, 이를 포함하는 시스템 및 이를 이용한 비접촉식 좌표입력 방법에 관한 것이다.

본 발명의 도광판은, 형광체로부터 발산된 빛이 전반사 현상에 의해 측면에 위치된 광센서에 도달할 수 있도록 하나 또는 그 이상의 광학층과 형광체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

도광판, 전반사, 좌표입력, 비접촉, 형광체

Description

비접촉식 좌표입력 시스템용 도광판, 이를 포함하는 시스템 및 이를 이용한 비접촉식 좌표입력 방법{A LIGHT GUIDE PLATE FOR SYSTEM INPUTTING COORDINATE CONTACTLESSLY, A SYSTEM COMPRISING THE SAME AND A METHOD FOR INPUTTING COORDINATE CONTACTLESSLY USING THE SAME}

본 발명은 비접촉식 좌표입력 시스템용 도광판, 이를 포함하는 시스템 및 이를 이용한 비접촉식 좌표입력 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 종래의 접촉식 좌표입력 시스템이 가지는 직접 접촉에 의한 좌표입력 방식의 불편함을 해소한 비접촉식 좌표입력 시스템에 사용되는 도광판으로서 센서 사용량과 광손실을 최대한으로 감소시킬 수 있는 비접촉식 좌표입력 시스템용 도광판, 이를 포함하는 시스템 및 이를 이용한 비접촉식 좌표입력 방법에 관한 것이다.

TV나 컴퓨터 모니터 등과 같은 디스플레이 장치는 일반적으로는 상기 컴퓨터나 모니터 등에 직접연결된 버튼 입력 또는 마우스 입력에 의해 원하는 정보를 상기 디스플레이 장치에 내장되거나 이에 연결된 연산장치를 통하여 입력 및 처리한 다.

최근에는 이러한 전통적인 입력방식에서 탈피하여 여러 가지 형태의 주된 또는 보조적인 입력방식이 채택되고 있는데, 터치 스크린 방식은 유용하게 이용되는 상기 새로운 입력방식 중 하나이다.

상기 터치 스크린 방식은 디스플레이 장치의 스크린 측에 저항막 또는 초음파 등의 수단을 이용하여 입력자가 손가락 또는 기타의 입력 수단으로 스크린을 터치할 때 발생되는 화면의 저항이 변동하거나 또는 탄성 표면파가 발생하는 현상을 감지하여 터치된 부분의 화면상의 좌표를 검지하여 상기 좌표에 정보를 입력하고 그에 따라 명령을 수행하는 방식이다.

상기와 같은 터치 스크린 방식의 입력 방식을 사용할 경우 원하는 정보를 간편하게 입력할 수 있다는 장점이 있다.

그러나, 상기 입력 장치를 이용하는 디스플레이 장치가 점차 대형화 되어가는 추세에 따라, 상기 디스플레이 장치와 조작자 사이의 거리도 역시 멀어지게 되고, 그럼으로써 조작자가 간단히 손을 뻗어서 터치할 수 있던 종래의 조건에 비하여 조작자와 스크린 사이의 간격이 조작자의 팔길이 이상으로 멀어지게 되는 경우가 빈번하게 발생하며, 그에 따라 조작자가 이동하여 상기 스크린의 표면을 터치하 여야 한다는 불편함이 발생되게 되었다.

또한, 터치 스크린 방식과 같은 접촉식 좌표 입력방식은 접촉에 의한 화면의 오염문제와 함께 화면에 반복적인 하중 부하를 가하게 되므로 디스플레이 장치의 패널의 내구성을 해할 우려가 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 비접촉식 좌표입력 시스템이 개발되게 되었다. 비접촉식 좌표입력 시스템은 상술한 접촉식 좌표입력 시스템과는 달리 스크린과 입력수단(손가락, 펜 등)이 물리적인 접촉을 하지 않기 때문에 다른 방식의 입력수단과 검지수단(센서)를 사용한다.

즉, 비접촉식 좌표입력 시스템은 통상적으로는 빛을 이용하는 방식이 주로 사용되며, 상기 빛을 스크린의 원하는 위치에 조사하고 빛이 조사된 위치의 좌표가 입력됨으로써 터치 스크린 방식과 동일한 기능을 수행하는 것이다. 이러한 용도에 사용되는 빛으로는 주로 레이저 광 등이 사용되지만 반드시 여기에 한정되지는 않으며, 상기 빛이라 함은 적외선이나 자외선 등 모든 영역의 전자기파를 모두 함께 포함하는 개념이다.

상기 비접촉식 좌표입력 시스템의 일례로서 빛을 이용한 직접 포인팅 시스템에 관한 발명이 개시된 대한민국 공개특허공보 2001-0026856호를 들 수 있다. 상 기 발명은 리모콘을 일일이 조작하지 않더라도 원하는 메뉴를 직접 포인팅하여 쉽게 선택하기 위한 것으로서, 지시하고자 하는 방향을 향하여 레이저 광 등의 빛을 발사하고 선택하는 포인터와, 화면의 표면에 빛을 감지하는 패드를 부착하여 포인터에서 발사된 빛이 입사되는 화면상의 위치를 감지하는 감지부와, 감지부의 감지신호로부터 화면상의 위치를 계산하는 위치계산부와, 계산된 위치에 커서가 표시되도록 제어하며 포인터의 선택스위치 조작시 커서 위치의 메뉴에 해당하는 동작이 이루어지도록 제어하는 CPU, 및 CPU의 제어하에 커서를 생성하여 표시하는 커서 생성부로 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템에 관한 것이다.

상기 직접 포인팅 시스템에 의할 경우에는 사용자가 리모콘을 일일이 조작하지 않고 스크린에 표시된 메뉴를 빛을 통해 직접 포인팅하여 쉽게 선택할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

이러한 비접촉식 좌표입력 시스템의 또 다른 일례로는 일본 특개평11-119910호에 기재된 입출력 장치를 들 수 있다.

상기 입출력장치는 임의의 위치를 검출하고, 그것에 대응한 입력 등을 행하는 입출력 장치에 있어서, 표시화면을 비 터치식으로 위치 입력을 행하도록 하는 것이다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 입출력 장치는 표시화면의 임의의 위치를 조작함으로써, 그 위치를 검출하고, 그것에 대응한 입출력 처리를 행하는 입출 력 장치로서, 표시화면 측으로부터 입력용 라이트펜에서 임의의 위치를 광조사하고, 그 조사위치를 표시장치와 일체적으로 설치한 다수의 매트릭스 배열된 광전환 소자에서 수광시켜서, 광전변환소자의 출력상태에 대응하여 위치검출을 행하는 것을 특징으로 한다.

상술한 입출력 장치 역시 비접촉식으로 스크린에 정보를 입력할 수 있는 유용한 수단이다.

그러나, 상기 대한민국 공개특허공보 제2001-0026856호에 기재된 발명 또는 상기 일본 특개평 11-119910호에 기재된 발명은 도 1 및 도 2에서 확인할 수 있듯이, 각각의 좌표에 대응되는 격자점(예를 들면 도 2의 1aa)에 빛을 검출할 수 있는 센서를 배치하고 빛을 발광하는 포인터 등에서 발광된 빛이 각각의 센서에 도달하였을 때의 정보에 의해 좌표를 입력하는 방식을 채택하고 있다.

그러나, 이러한 형태의 좌표입력방식은 디스플레이 장치가 대형화되거나 입력좌표를 보다 세밀하게 구분하여야 할 경우에 문제가 있을 수 있다. 즉, 상기 좌표입력방식에서는 각각의 좌표에 대응하는 광센서 등의 센서를 배치하여야 하기 때문에 입력에 사용되는 좌표 숫자만큼 센서 숫자가 필요하고, 동일한 간격으로 센서를 배치할 경우 디스플레이 장치의 스크린 크기가 증가함에 따라 상기 스크린 크기(가로 또는 세로 등)가 증가하는 정도의 제곱에 비례하여 상기 센서의 필요량이 증가하게 되며 대형화된 입력장치에 센서를 배치하는 공정도 현실적으로 쉽지 않다.

따라서, 디스플레이 장치가 대형화될 경우에는 상기 센서사용량이 큰 부담이 될 수 있다. 이러한 현상은 좌표를 보다 세밀하게 구분하여야 할 경우에도 마찬가지로서, 좌표의 해상도가 증가할 경우 상기 해상도가 증가한 만큼 센서를 추가로 배치하여야 하고 상기 센서의 배치갯수는 좌표의 해상도의 제곱에 비례하여 증가하게 된다.

또한, 각각의 좌표에 센서를 배치하는 방식은 센서의 불투명성으로 인하여 도 2에 도시된 바와 같이 센서가 위치하는 구역(1aa)이 별도로 설정되고 나머지 영역을 화소영역(1ba)으로 하여야 하기 때문에 상기 화소영역의 면적을 충분히 확보하기 위해서는 상기 센서가 매우 작아야 하거나 그렇지 않은 경우에는 화질이 열화될 수 있다는 문제가 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 과다한 갯수의 센서를 사용하지 않고도 충분히 좌표를 비접촉식으로 입력할 수 있는 비접촉식 좌표입력 시스템용 도광판, 이를 포함하는 시스템 및 이를 이용한 비접촉식 좌표입력 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 센서에 의하여 화질이 열화되는 문제를 발생시키지 않는 비접촉식 시스템용 도광판, 이를 포함하는 시스템 및 이를 이용한 비접촉식 좌표입력 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 도광판은, 형광체 및 하나 또는 그 이상의 광학층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 도광판에는 상기 도광판에 도달한 빛을 받아 형광체가 발광한 빛을 검지하는 복수의 광센서가 상기 도광판의 가로방향 가장자리 중 하나 또는 둘 모두와 세로방향 가장자리 중 하나 또는 둘 모두에서 수광부가 상기 도광부의 가장자리 측면을 향하도록 상기 도광판에 부착될 수 있다.

본 발명의 다른 일측면인 상기 도광판을 포함하는 비접촉식 좌표입력 시스템은, 광 배출장치로부터 방출된 빛이 입사하는 도광판으로서, 형광체 및 하나 또는 그 이상의 광학층을 포함하는 도광판; 상기 도광판의 가로방향 가장자리 중 하나 또는 둘 모두와 세로방향 가장자리 중 하나 또는 둘 모두에서 수광부가 상기 도광부의 가장자리 측면을 향하도록 상기 도광판에 부착되어 상기 도광판에 도달한 빛을 받아 형광체가 발광한 빛을 검지하는 복수의 광센서; 및 상기 광센서에 연결되어 도광판에 도달한 빛의 도달 좌표를 계산하고 디스플레이 장치 또는 이와 연결된 컴퓨터 시스템에 그 좌표를 전달하는 연산부;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또다른 일측면으로서, 상기 좌표입력 시스템을 이용하여 좌표를 비접촉식으로 입력하는 방법은 광 배출장치로부터 방출된 빛이 입사하는 도광판으로서, 형광체 및 하나 또는 그 이상의 광학층을 포함하는 도광판; 상기 도광판의 가로방향 가장자리 중 하나 또는 둘 모두와 세로방향 가장자리 중 하나 또는 둘 모두에서 수광부가 상기 도광판의 가장자리 측면을 향하도록 상기 도광판에 부착되어 상기 도광판에 도달한 빛을 받아 형광체가 발광한 빛을 검지하는 복수의 광센서; 및 상기 광센서에 연결되어 도광판에 도달한 빛의 도달 좌표를 계산하고 디스플레이 장치 또는 이와 연결된 컴퓨터 시스템에 그 좌표를 전달하는 연산부;로 이루어진 비접촉식 좌표입력 시스템을 이용하여 도광판에 입사된 빛의 위치를 비접촉식으로 입력하는 좌표입력 방법으로서, 상기 가로방향 가장자리에 부착된 센서 중 수광량이 가장 많은 센서의 위치 또는 수광량이 가장 많은 인접한 두 센서 사이의 특정 위치를 상기 입사한 빛의 가로 좌표로 산정하고, 상기 세로 방향 가장자리에 부착된 센서 중 수광량이 가장 많은 센서의 위치 또는 수광량이 가장 많은 인접한 두 센서 사이의 특정 위치를 상기 입사한 빛의 세로 좌표로 산정하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 형광체는 상기 투명기층 표면에 코팅된 형태 또는 상기 투명기층 내부에 도핑된 형태로 상기 도광판에 포함되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 투명기층은 haze가 10%이하이고, 사용하는 형광물질의 흡수 발광파장 영역에서의 투과율이 80% 이상인 것이 바람직하다.

이때, 상기 투명기층은 유리, 폴리올레핀, 올레핀 코폴리머, 아크릴, 폴리비닐, 폴리 우레탄, 폴리아세탈과 에폭시 레진을 포함하는 에테르 폴리머, PC를 포함하는 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리술폰, 실리콘 중에서 선택된 재질로 이루어진 것이 보다 바람직하다.

그리고, 상기 도광판이 공기중에 독립적으로 존재할 때와 달리 점착제나 접착제에 의해서 다른 광학 기재와 합판이 되면 합판된 광학 기재 또한 함께 도광판의 역할을 할 수도 있게 된다. 만약 이 광학 기재의 haze가 높거나 발생하는 형광의 파장영역의 투과율이 낮을 경우 형광의 도광효율을 저해할 수도 있다. 이러한 경우에는 기존 도광판의 기재 중 가장 굴절률이 높은 기재 대비 굴절률이 0.05 이상 낮은 저굴절율 층을 문제가 될 수 있는 광학 기재와의 사이에 두어 광학적으로 분리할 필요가 있다.

이때, 상기 굴절율이 0.05 이상 낮은 저굴절율 코팅 층은 내부가 다공질 또는 공동의 중공 실리카 미립자, 또는 불소계 수지를 사용하거나, CaF2, MgF2, NaAlF4, SiO2, ThF4, ZrO2, Nd2O3, SnO2, TiO2, CeO2, ZnS, In2O3 등의 유전체를 건식 및 습식 코팅하여 형성되는 것이 바람직하다. 또는 도광판용 투명 기재의 굴절률이 충분히 높을 경우에는 유리, 폴리올레핀, 올레핀 코폴리머, 아크릴, 폴리비닐, 폴리 우레탄, 폴리아세탈과 에폭시 레진을 포함하는 에테르 폴리머, 실리콘 등 굴절률이 1.5 내외인 일반 수지를 사용하는 것도 가능하다.

상기 형광체는 도광판에 포함되었을 때 도광판의 haze가 10% 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 형광체는 cyanine, perylene, anthraquinone, xanthene계 중에서 선택된 염료로 이루어진 것이 바람직하다.

그리고, 상기 연산부 또는 상기 연산부에 연결된 컴퓨터 시스템은 상기 빛의 도달좌표를 디스플레이 장치에 표시할 수 있도록 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 도광판이 디스플레이 장치의 표면에 접착되거나, 별도의 판형태로 디스플레이 장치의 전면에 장착되거나 보안경 등의 형태로 탈부착 가능한 형태를 가지는 것이 더욱 바람직하다.

그리고, 상기 디스플레이 장치는 LCD, PDP, LED, FED 및 CRT 디스플레이 장치 중에서 선택된 것이 바람직하다.

또한, 상기 도광판은 LCD 편광판, PDP 필터, projection 용 screen 또는 LED, FED, CRT 장치의 표면에 접착된 것이 좋다.

이때, 상기 가로방향 가장자리 또는 세로방향 가장자리에 부착된 센서 중 수광량이 가장 많은 센서의 위치 또는 수광량이 가장 많은 인접한 두 센서 사이의 특정 위치를 산정함에 있어서, 상기 센서의 위치와 수광량 사이의 관계를 회귀분석하여 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의할 경우 과다한 개수의 센서를 사용하지 않고도 충분히 좌표를 비접촉식으로 입력할 수 있는 비접촉식 좌표입력 시스템용 도광판, 이를 포함하는 시스템 및 이를 이용한 비접촉식 좌표입력 방법을 제공할 뿐만 아니라, 본 발명에 의할 경우 화질 열화 등의 문제가 해소될 수 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 발명자들은 상술하였듯이, 각 격자점에 광센서를 배치한 종래기술의 경우에는 여러가지 문제점을 가지고 있다는 점에 착안하여 각 격자점에 센서를 배치하지 않고서도 빛이 도달하는 지점의 좌표를 용이하게 입력할 수 있는 좌표입력 시스템에 대하여 깊이 연구하였다. 그 결과 도 3에 도시한 바와 같이 빛이 도달하는 지점에 센서가 배치되어 있지 않더라도, 상기 빛(20)이 도달한 후 빛이 도달한 위치의 가로 좌표와 세로 좌표에 해당되는 스크린 외곽의 센서(30, 40)로 빛(21)이 전달된다면 그 가로 좌표와 세로 좌표를 입력함으로써 빛이 도달하는 위치의 센서를 통하여 좌표를 입력하는 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.

상기와 같이 가로 좌표와 세로 좌표에 해당되는 센서(30, 40)로 빛이 도달하게 되기 위해서는 스크린에 도달한 빛(20)이 두 갈래 이상으로 나뉘어 각각의 센서로 전달되도록 빛(21)의 경로를 조절할 필요가 있다. 그러나, 일단 한 방향으로 입사된 빛은 그 특성상 가로 좌표와 세로 좌표에 해당되는 센서로 분기되어 진행하지 않고, 바로 스크린을 통과하여 버리기 때문에 일반적인 스크린을 사용할 경우에 는 본 발명의 기술적 사상은 달성될 수 없다.

본 발명은 스크린에 도달한 빛(20)을 가로 좌표와 세로 좌표에 해당되는 센서로 전달하기 위하여 도광판(60)을 사용하는 것을 주요한 특징으로 한다. 즉, 본 발명의 도광판은 형광체와 함께 내부 전반사를 일으킬 수 있는 하나 또는 그 이상의 광학층을 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 도광판으로는 형광체가 투명한 기층 표면에 코팅된 형태 또는 투명기층 내부에 도핑된 형태 등의 것을 사용할 수 있다. 다만, 도면은 투명기층 내부에 형광체(도 5의 50 참조)가 도핑되어 있는 경우를 가정하여 도시하였다. 이하에서 특별한 기재가 없으면 본 발명에서 언급하는 '기층'은 투명한 기층(基層)이라는 점을 이해할 필요가 있다.

상기 도광판(60)은 빛의 전반사 현상을 이용하여 빛이 진행방향 또는 굴절된 방향으로 진행하여 빛이 입사된 반대쪽으로 탈출되어 버리는 현상을 방지하기 위한 것이다. 즉, 전반사 현상이란 두 매질이 접하는 경계에서는 일부의 빛은 상기 경계를 통과하여 두번째 매질로 전달되고 나머지 일부의 빛은 상기 경계에서 반사되는 현상이 일어나는 것이 일반적인데 특히 밀(密)한 매질에서 소(疎)한 매질로 빛이 전달될 경우 그 입사각이 도 4의 θ_c로 표시되는 임계각 이상일 때 상기 두 매질의 경계에서 빛이 진행하지 못하고 전부 반사되어 버리는 현상을 말하는데 주로 광섬유 등에서 빛에 정보를 저장하여 전송하기 위한 용도로 사용된다.

상기 임계각은 두 매질의 굴절율에 의해 결정되는데 스넬의 법칙에 의하여 하기 관계식 1에 의해 표시될 수 있다.

[관계식 1]

따라서, 빛의 입사각이 상기 임계각 이상일 경우에는 빛은 도광판의 최외곽에서 전반사 될 수 있으므로 도광판을 통과하지 않고 도광판의 측면으로 이동할 수 있게 된다. 그러므로 측면에 센서가 위치할 경우에는 상기 센서로 빛이 전달될 수 있는 것이다.

그러나, 아직도 본 발명의 기술적 사상을 구현하기에는 곤란한 기술적 문제점이 남아 있는데, 레이저 포인터 등의 광 배출장치로부터 배출되어 디스플레이 장치의 스크린 또는 도광판에 입사되는 빛은 위의 스넬의 법칙에 따라 공기중에서 진행할 때의 방향과는 다른 각도로 굴절되어 진행하게 되어 도광판 내부에서 임계각 이하의 각도를 가지게 되므로 결국 모두 도광판의 반대 면으로 투과되어 빠져 나가게 된다. 즉 도광판의 공기와 접하는 두 면이 평행일 경우에 한쪽면에서 입사된 모든 빛은 입사 각도에 상관없이 다른 한쪽 면으로 빠져나가게 된다. 만약 도광판의 표면이 거칠거나 내부에 확산입자가 있을 경우에는 도광판 내에서 임계각 이상의 진행 각을 가지는 빛이 발생할 수 있지만, 이 경우는 도광판 내부를 진행하면서 동일한 산란 내지는 굴절에 의해 다시 도광판 밖으로 빠져 나가거나 소실되게 된다. 따라서 어떻게 도광판 외부에서 입사한 빛이 도광판 내부에서 임계각 이상의 진행 각도를 갖도록 방향을 바꿔서 손실 없이 도광판 끝까지 진행시킬 수 있을까 하는 것이 본 특허의 중요한 사항 중 하나라고 할 수 있다.

본 발명에서는 이러한 문제를 해결하기 위해서 상술한 바와 같이 투명기층의 표면 또는 투명기층 내부에 형광체를 포함시킨다. 형광체는 빛이나 전기 등의 에너지를 받아 전자가 여기되었다가 바닥상태로 떨어지면서 방출하는 에너지에 의해 빛을 발하는 특성을 가지는 물질을 말한다. 상기 형광체는 위치를 지정하기 위해서 빛이 입사되면 상기 형광체에 포함된 전자가 상기 빛에 의해 들뜬상태로 여기되었다가 다시 바닥상태로 떨어지면서 방사상으로 빛을 발광한다.

본 발명에서 중요한 점은 상기 형광체가 발광하는 빛이 방사상으로 발산된다는 것이다. 빛이 방사상으로 방출될 경우 상술한 문제점을 모두 해소할 수 있다. 즉, 도광판의 두께 방향에서 본 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이 방사상으로 방출된 빛(21) 중 상당부분은 상술한 임계각(θ_c ) 보다 큰 입사각(θ₁)으로 도광판을 이루 는 하나 또는 그 이상의 층들 중 최외각 층에서 상기 도광판과 도광판에 접하는 다른 매질의 경계로 입사되게 되고 이러한 빛들은 두 매질의 경계에서 전반사를 경험하면서 도광판의 측면으로 이동되게 된다.

또한, 도광판의 넓이 방향에서 본 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이 형광체에서 발산되는 빛은 넓이 방향으로도 방사상으로 발산되는데, 상기와 같이 발산된 빛은 두가지 이상의 방향(엄밀히 말하면 무수히 많은 방향)으로 진행하기 때문에 도광판의 가장자리에 위치한 가로 좌표용 센서(30)와 세로 좌표용 센서(40) 모두에 도달할 수 있게 된다.

다만, 빛이 모든 센서에 전달되기 때문에 도광판에 최초로 빛이 도달한 지점에 대응하는 가로 좌표용 센서 및 세로 좌표용 센서를 식별하기 위한 특별한 작업이 필요하게 된다.

도 6에 가로 좌표용 센서 및 세로 좌표용 센서에 빛이 도달하는 패턴을 나타내었다. 도 6에서 볼 수 있듯이 비록 형광체에서는 동일한 간격으로 방출된다 하더라도 형광체와 센서의 위치 관계에 따라 도달하는 빛의 양이 달라지게 된다. 즉, 형광이 발생한 위치에서 가장 가까운 센서에 도달하는 빛의 양이 가장 많고, 센서와의 거리가 멀어질수록 빛이 더욱 많이 퍼지게 되어 도달되는 빛의 양은 줄어 들게 된다. 또한, 형광체에서 발산되는 빛이 수직으로 입사하는 센서(상기 형광체 의 가로 좌표 또는 세로 좌표에 해당하는 센서)(35)로는 같은 면적내에서 도달하는 빛의 양은 다른 위치의 센서보다 많은 반면, 형광체에서 발산되는 빛이 비스듬하게 입사하는 위치의 센서로는 같은 면적내에서 도달하는 빛의 양은 다른 위치의 센서에서보다 적게된다. 따라서, 각 센서에 도달하는 빛의 양(입사량)은 도 7에서 예를 들어 설명하는 것과 같이 형광체의 위치(다시 말하면 포인터에서 배출된 빛이 최초로 도달하는 위치)에 대응되는 좌표의 센서에서 가장 높은 값을 나타내고 이로부터 멀어질수록 감소하는 경향을 나타낸다.

또한, 필터를 도광판과 센서 사이에 위치시켜서 사용할 경우 수도 있다. 즉, 여기서 필터란 일정한 주기로 형성되어 있는 차광 패턴을 가진 재료를 말하는데, 상기 필터를 사용하여 형광이 발산되는 위치에 대응되는 센서에는 형광 빛이 많이 도달하고 그 주변의 센서에 도달되는 빛을 차단하여 신호의 감도를 높이는 것이다. 이러한 필터의 특징으로 말미암아 빛이 센서로 입사되는 각도가 수직일 경우에는 빛이 필터링 되지 않고 그대로 센서에 도달할 수 있는 반면, 빛이 센서로 입사되는 각도가 비스듬할 경우에는 상기 필터에 의해 다량의 빛이 필터링 되므로 필터에 도달하는 빛의 양은 상술한 각도의 영향 뿐만 아니라 추가로 필터링까지 되어 더욱 감소하게된다. 따라서, 상기 형광체의 위치에 대응되는 좌표의 센서와 그렇지 않은 센서 사이에 도달하는 빛의 양의 차이는 더욱 커지게 되어 좌표인식에 보다 유리하게 된다.

또한, 이와는 별도로 입사되는 빛의 각도에 따라 감도가 크게 차이나는 센서를 사용하는 것도 또다른 바람직한 방법이다. 이러할 경우에도 따라서, 상기 형광체의 위치에 대응되는 좌표의 센서와 그렇지 않은 센서 사이에 도달하는 빛의 양의 차이가 매우 커지게 되어 좌표인식에 보다 유리하게 된다. 빛을 감지하는 센서는 일반적으로 포토다이오드를 사용하는데, 대부분의 광센서가 입사 각에 따른 감도가 차이 나므로 일반적인 광센서를 그대로 사용하거나 또는 입사각에 따른 감도가 더욱 민감하게 변하도록 설계된 제품을 사용할 수 있다.

따라서, 가장 높은 값을 나타내는 위치에 해당되는 가로 좌표용 센서와 세로 좌표용 센서에 해당되는 좌표를 입력하고자 하는 좌표로 선택하거나, 가장 높은 값을 나타내는 위치에 해당되는 두 가로 좌표용 센서 사이의 위치를 가로 좌표로 하고, 가장 높은 값을 나타내는 위치에 해당되는 두 세로 좌표용 센서 사이의 위치를 세로 좌표로 하는 방식으로 가로 좌표와 세로 좌표를 설정할 수도 있다.

다만, 혹시 센서에 입력되는 신호 중 노이즈가 포함될 수도 있으므로 상기 센서의 위치에 따른 빛의 입사량은 회귀분석 등을 통하여 평활화시킨 후에 대응 좌표로 선정하는 것이 보다 바람직하다. 회귀분석은 일반적으로 사용되는 최소자승법 등을 비롯한 여러 가지 방법 중에서 용이하게 선택하여 사용하면 된다. 이러한 회귀분석을 이용할 경우 상기 두 센서 사이의 위치를 선택하는 것이 용이할 수 있다.

또한, 상기 가로 좌표용 센서(30) 및 세로 좌표용 센서(40)는 도광판(60)의 세로 방향 가장자리 중 하나와 가로 방향 가장자리 중 하나에 배치되어 사용될 수도 있으나, 도광판의 모든 가장자리에 배치하여 사용할 수도 있다.

이 경우 예를 들면 혹시 가로 좌표용 센서들에 도달한 빛의 입사량이 노이즈에 의해 두 좌표 이상에서 최대점을 나타낼 경우 대향하는 세로 좌표용 센서 중 어느 쪽 센서에 도달하는 양이 많았는지 여부 또는 양측 센서에 도달한 빛의 입사량의 비율로부터 실제로 입사량이 최대인 지점의 센서를 결정할 수 있다.

또한, 세로 방향 가장자리 중 하나 또는 가로 방향 가장자리 중 하나에만 상기 센서를 배치할 경우에는 센서가 배치되지 않는 나머지 가장자리에는 그 측면에 도금이나 증착 페인트 등과 같은 빛의 반사 또는 흡수처리를 통하여 노이즈를 제거하거나 또는 신호의 강도를 보다 높일 수 있다.

따라서, 본 발명의 도광판을 사용할 경우에는 포인터 등과 같은 광 배출장치로부터 배출되어 도광판에 도달한 빛이 도광판에 포함된 형광체를 발광시키게 되고, 상기 형광체에서 발산된 빛은 발광된 형광체를 중심으로 방사상으로 방출되며 상기 방사상으로 방출된 빛 중 일부는 도광판 내에서 전반사를 일으키면서 도광판 넓이의 전방향으로 전달되어 도광판의 측면 가장자리에 위치한 복수개의 광센서에 입사하게 되는데, 상기 광센서중 가장 많은 빛이 입사한 센서의 좌표를 포인터 등과 같은 광 배출장치로부터 방출된 빛의 좌표로 결정하게 되는 것이다.

또한, 다수의 광센서를 통합시키는 등의 방법을 사용하여 입사되는 빛의 강도 및 각도를 인식할 수 있는 센서를 이용할 경우에는 반드시 가장자리 전체에 걸쳐서 배치할 필요는 없으며, 상기 센서를 2개 이상의 개소에 배치함으로써 좌표를 결정할 수 있다. 즉, 상기 센서에 입사되는 각도를 알 수 있을 경우 상기 센서 중 하나로부터 빛이 입사되는 방향으로 연장선을 긋고 나머지 센서로부터도 마찬가지로 연장선을 그어서 두 연장선이 만나는 지점을 빛의 좌표로 설정할 수 있다.

상기 센서의 갯수가 3개 이상일 때에는 모든 센서에서 감지된 빛의 입사각도가 정확할 경우 이론적으로는 센서의 갯수에 관계없이 단 하나의 지점에서 모든 연장선들이 만나게 되므로 문제가 없지만, 센서의 입사각 측정치의 오차가 발생할 경우 각 연장선들의 교점은 여러개 형성될 수 있다. 이러할 경우 모든 연장선들의 교점좌표의 중심(상기 중심은 각 가로좌표의 평균치와 각 세로좌표의 평균치로부터 구해질 수 있다)을 빛의 좌표로 설정할 수 있다. 또 다른 방법으로는, 상기 센서의 정확도가 빛의 입사각에 따라 변할 수도 있는데, 이때 정확도가 낮은 각도로 빛이 입사되는 센서를 제외하고 나머지 센서로부터 연장선을 그어서 이들의 교점을 좌표로 설정하는 방법도 생각할 수 있으며, 앞에서 말한 중심을 설정하는 방법과 절충하여 사용할 수도 있다. 따라서, 상기 센서의 갯수는 3개 이상인 것이 더욱 바람직하다.

상술한 바와 같이 본 발명은 빛이 도광판을 통하여 전반사를 일으키면서 측면으로 용이하게 전달될 필요가 있는데, 센서에 의해 감지되는 정도를 높이기 위해서는 형광체에 의해 발생되는 빛의 양이 동일할 경우에 상기 발생되는 빛 중 전반사를 일으켜서 측면으로 전달되는 빛의 양이 많아야 한다.

상기 전반사를 일으키는 빛의 양을 증가시키기 위해서 도광판에서 가장 중요한 물성은 굴절률, 투명도와 표면 평탄도를 들 수 있다. 굴절률이 높을수록 임계각이 감소하여 외부 빛에 의해 발생한 형광 중에서 도광판 내부로 전반사 진행하는 빛으로 전환되는 효율을 높일 수 있으며, 표면의 평탄도가 양호하여야 상기 도광판을 이루는 층 중 최외곽 층과 다른 매질층과의 계면에서 전반사가 용이하게 일어날 수 있으며, 또한 내부의 투명도가 확보되어야 전반사된 빛이 진행할 때의 손실을 최소화할 수 있다.

상기 적절한 임계각을 얻기 위한 상기 도광판을 이루는 각 층(투명기층, 투명필름, 코팅층 등)의 굴절률은 1.3 이상이 바람직하며, 용이하게 재료 확보를 위해서 그리고 보다 양호한 임계각을 얻기 위해서는 1.5 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 표면 조도가 Ra=100nm이하가 되어야 전반사가 원활하게 일어날 수 있으며, 전광선 투과율이 80% 이상이어야 측면 센서가 감지하기 용이한 양의 빛이 가장 자리 센서부까지 전달될 수 있다. 또한 이 도광판이 다른 광학층, 예를 들어 편광판 또는 PDP filter와 같은 광학필름이나, PDP module과 같은 디스플레이 표면에 점착제나 접착제 등에 의해 직부착되는 형태로 사용될 경우에는, 이러한 광학 층 또는 디스플레이 표면 층 중에서는 도광판의 기능을 저해하는 재료가 있을 경우 도광판에 비해서 굴절률이 0.05 이상 낮은 저굴절율 코팅층 또는 저굴절율 필름 층을 상기 도광판과 상기 디스플레이 표면 사이에 위치하도록 도광판의 외측에 두어 전반사가 용이하게 일어나도록 하여야 한다. 상기 저굴절율 코팅층은 점착제나 접착제도 포함하는 개념이다. 만일 상기 광학 층들 또는 이들과 도광판의 최외곽 층 사이에 위치하는 점착제나 접착제 층들의 굴절율이 도광판에 비하여 0.05 이상 낮을 경우에는 특별히 별도의 층을 설치하지 않아도 무방하다. 이때 상기 굴절율이 0.05 이상 낮은 저굴절율 코팅 층은 내부가 다공질 또는 공동의 중공 실리카 미립자, 또는 불소계 수지를 사용하거나, CaF₂, MgF₂, NaAlF₄, SiO₂, ThF₄, ZrO₂, Nd₂O₃, SnO₂, TiO₂, CeO₂, ZnS, In₂O₃ 등의 유전체를 건식 및 습식 코팅하여 형성할 수 있다. 또는 도광판용 투명 기재의 1.55 이상으로 굴절률이 충분히 높을 경우에는 유리, 폴리올레핀, 올레핀 코폴리머, 아크릴, 폴리비닐, 폴리 우레탄, 폴리아세탈과 에폭시 레진을 포함하는 에테르 폴리머, 실리콘 등 굴절률이 1.5 내외의 일반 수지를 사용하는 것도 가능하다.

또한, 상기 도광판을 이루는 층 중 투명기층은 haze가 10%이하이고, 사용하 는 형광물질의 흡수 발광파장 영역에서의 투과율이 80% 이상인 소재이면 무기물 유기물에 상관없이 모두 사용 가능하다.

이때, 상기 투명기층으로는 여러가지 재질의 것이 사용될 수 있으나 그 중 일부를 예로 들면 유리, 폴리올레핀, 올레핀 코폴리머, 아크릴, 폴리비닐, 폴리 우레탄, 폴리아세탈과 에폭시 레진을 포함하는 에테르 폴리머, PC를 포함하는 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리술폰, 실리콘 중에서 선택된 재질로 이루어진 것이 보다 바람직하다.

본 발명에서 언급하는 투명기층은 기재의 편의를 위하여 투명기층이라는 용어를 사용한 것으로서, 상기 투명기층에는 두꺼운 판형상의 투명기층뿐만 아니라 얇은 필름 형태의 투명기층도 모두 포함될 수 있다는 것을 유의할 필요가 있다.

또한, 도 8에 도시하였듯이 본 발명의 형광체(50)는 투명기층(60) 내부에 도핑되거나(도 8의 (a)), 투명기층(60)의 표면에 코팅된 형태(61)(도 8의 (b))로 도광판에 포함될 수 있다

상기 형광체를 코팅할 경우에는 상기 형광체는 바인더에 혼합된 후 투명기층표면에 습식으로 코팅되는 방식으로 코팅되는 것이 가장 바람직하며, 상기 형광체를 투명기층내부에 도핑 시킬 경우에는 도광판 원료와 상기 형광체를 혼합하여 사 출 또는 캐스팅하여 제조하는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 형광체는 포인터 등의 광 배출장치에서 방출되는 빛을 흡수하여 발광할 수 있는 재질인 것이 바람직하다. 광 배출장치에서 방출되는 빛이 조작자가 조절할 수 있도록 가시광선 영역의 빛이 사용된다는 점을 감안한다면 가시광역 영역의 빛에 대하여 상기 형광체가 반응할 수 있도록 하는 것도 바람직하지만, 가시광선 영역의 빛에 대하여 반응하는 형광체를 사용할 경우 가시광선의 투과율이 낮아지게 되므로 가시광선에 대해서는 투명하고 적외선 등의 가시광선 영역 밖의 빛에 대하여 반응가능한 것이 가장 바람직하다.

또한 상기 형광체는 도광판에 포함되었을 때 도광판의 haze가 10% 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다.

상기의 조건을 갖춘 형광체로는 cyanine, perylene, anthraquinone, xanthene계 염료 등을 들 수 있다.

상기 본 발명의 도광판을 포함하는 비접촉식 좌표입력 시스템의 개략적인 개념을 도 9에 도시하였다.

도면에서 볼 수 있듯이 본 발명의 시스템은 상술한 본 발명의 도광판(60), 상기 도광판의 세로 가장자리 중 하나 또는 둘 모두와 가로 가장자리 중 하나 또는 둘 모두에서 수광부가 상기 도광판의 가장자리 측면을 향하도록 배치된 복수개의 광센서(30, 40), 상기 광센서(30, 40)에 연결되어 필요한 좌표를 계산하고 디스플레이 장치(90) 또는 이와 연결된 컴퓨터 시스템(80)에 그 좌표를 전달하는 연산부(70)로 이루어져 있다.

상기 연산부로부터 광 배출장치에서 방출된 빛의 위치좌표를 전달받은 컴퓨터 시스템은 디스플레이 장치에 마크 등과 같은 특정한 표식으로 상기 빛의 위치를 표시할 수도 있다.

또한, 본 발명의 도광판은 디스플레이 장치의 종류에 따라 PDP 필터, LCD 편광판, CRT의 브라운관 표면, LED 장치의 표면, projection 용 screen 또는 FED 장치의 표면에 부착되거나 디스플레이 판넬과는 공기층을 가지며 디스플레이 케이스에 포함되도록 별도의 판형태로 디스플레이 장치의 전면에 장착되거나 보안경 등의 형상으로 상기 본 발명의 비접촉식 좌표 입력 시스템에 포함될 수 있다.

또한, 본 발명의 좌표입력 시스템에 포함되는 광배출장치로는 레이저, 일반 가시광선 또는 근적외선 중에서 선택된 1종 이상을 방출시킬 수 있는 광 배출장치를 사용하는 것이 바람직하다.

이하, 하기하는 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 예시를 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것이 아니다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 해석되는 사항에 의해 결정되는 것이다.

(실시예)

센서(Photodiode)의 준비

도광판에서 발생한 형광을 감지하기 위한 감광 센서로 퍼킨엘머(PerkinElmer)사의 VTS3080 포토다이오드를 사용하였다. 사용된 센서의 감광영역은 2cm×2cm이었다.

광원(Laser)의 준비

형광을 발생시킬 광원으로 라닉스(Lanics)사의 LM-8520MD라는 적외선 레이저(IR laser)를 사용하였다. 사용된 레이저의 광출력(Optical power)은 10mW이고, 발광 파장은 860 nm이었다.

증폭기의 준비

포토다이오드는 빛을 받으면 빛의 강도에 비례해서 전류가 발생한다. 하지만 발생 전류의 양이 매우 적어서 정확하게 측정하는 것이 쉽지 않기 때문에 일반적으로 오퍼레이션 앰프(Operation Amp)를 사용하여 전압으로 변환하여 증폭한 값 을 사용한다. 본 실험에 사용한 증폭 회로의 개념도는 도 10에 도시한 바와 같다

오퍼레이션 앰프로는 온 세미콘덕터(On Semiconductor)사의 LM2904M를 사용하였으며, 이때, 입력 전압은 V_CC +10V, V_EE -10V로 하였다. R_F에는 1MΩ의 저항을 사용하여, 생성된 전류(I)의 10⁶배의 크기로 증폭된 전압(V_OUT)이 생성되게 하였다. 이렇게 발생한 전압을 테스터기를 통해서 확인할 수 있다.

형광 도광판의 제작

(실시예1 - 투명기층 표면에 형광체가 코팅된 형태)

흡수 파장이 약 853nm 영역인 니폰 카야쿠(Nippon Kayaku)사의 시아닌계 염료인 PDC-460(S) 3.6mg을 소켄(Soken)사의 아크릴계 바인더 용액(binder solution)인 GS-1000(30 wt%, 용제는 MEK) 10g에 용해 시켜서 도요보(Toyobo)사의 100㎛ 두께의 광학용 PET 필름인 A4300에 건조 후 두께 약 2㎛이 되도록 코팅하였다. 유효 코팅 면적은 약 25㎝×30㎝ 이었다. 코팅한 필름의 투과특성은 853nm에서 약 78% 이고, 가시광선 영역의 평균 투과율은 90.6%이었다.

(실시예2 - 투명기층 내부에 도핑된 형태)

흡수 파장이 약 853nm 영역인 니폰 카야쿠사의 시아닌계 염료인 PDC-460(S) 3.6mg을 소켄사의 아크릴 계 바인더 용액(30 wt%, 용제는 MEK) 100g에 용해 시켜서 이형 처리된 유리판 위에 건조 후 두께 약 20㎛이 되도록 코팅 후 유리판에서 박리 하였다. 유효 코팅 면적은 약 25㎝×30㎝ 이었다. 코팅한 필름의 투과특성은 853nm에서 약 82% 이고, 가시광선 영역의 평균 투과율은 91.8%이었다.

(비교예1)

상기 실시예1과 비교하기 위해, 상기 실시예1에서 기재로 사용된 도요보사 A4300 PET 필름에 염료를 코팅하지 않은 형태의 도광판을 제작하였다.

(비교예2)

상기 실시예2와의 비교를 위하여 염료를 바인더 용액에 용해시키지 않은 점 외에는 상기 실시예2와 동일한 방식으로 도광판을 제작하였다.

작동성능 확인

상기와 같은 과정으로 제조된 도광판에 2cm 간격으로 가로 15개, 세로 11개의 센서를 부착하였다. 도광판 중심 위치(가로 14cm, 세로 10cm 지점)에 레이저를 조사하여 그때 각 센서에서의 발생 전압을 기록하였다. 발생 전압은 형광 발생시의 전압에서 대기상태에서의 전압을 뺀 값으로 정의 했다.

가로방향의 센서의 발생 전압 기록치를 도 11에 그래프로 나타내었으며, 세로방항의 센서의 발생 전압 기록치는 도 12에 그래프로 나타내었다.

도 11과 도 12에서, 동일한 기재를 사용한 실시예1과 비교예1을 비교해 보면 형광체(염료)에 의해서 많은 빛이 발생하여 센서에 도달한 것을 확인 할 수 있다. 비교예1은 형광체를 이용하지 않았음에도 도광판의 기능을 약간 발휘하는 것처럼 보이나, 이는 기재 내의 헤이즈에 의한 것으로서 형광체를 포함시킨 실시예1에 비해서는 그 성능에 큰 차이가 있음을 알 수 있었다. 또한, 실시예2는 비교예 2에 비하여 월등히 향상된 결과를 나타내었으며, 비교예2에 의해서는 전혀 빛이 도달한 지점을 포착할 수 없다는 것을 알 수 있었다.

도 1은 대한민국 공개특허공보 제2001-0026856호에서 비접촉식으로 좌표를 입력하기 위하여 광센서가 각 격자점에 배치된 것을 나타내는 개략도,

도 2는 일본 특개평 11-119910호에서 광센서와 화면을 표현하기 위한 화소가 공존하는 것을 나타내는 개략도,

도 3은 본 발명의 도광판 내부를 빛이 전반사 현상에 의해 통과하여 도광판의 가장자리 쪽으로 전달되는 현상을 나타내는 개념도,

도 4는 전반사 현상이 일어나는 원리를 나타내는 개념도,

도 5는 본 발명의 도광판에서 형광체에 의해 발광되는 빛이 전방향으로 발산되어 전반사에 의해 가장자리 방향으로 전파되는 현상을 나타내는 개념도로서, (a)는 단면도, (b)는 평면도이며,

도 6은 형광체에서 빛이 발광되는 위치에 대응하여 각 가장자리 가로 좌표용 센서 또는 세로 좌표용 센서에 빛이 도달하는 양의 차이를 설명하기 위한 설명도,

도 7은 각 좌표용 센서 위치에 따라 수광되는 빛의 양이 달라지는 것을 나타내는 그래프,

도 8은 도광판을 구성하기 위하여 형광체를 투명기층의 표면에 코팅시키거나 투명기층 내부에 포함시키는 방식의 예를 나타내는 개념도,

도 9는 본 발명의 도광판을 포함하는 비접촉식 좌표입력 시스템의 개략적인 개념도,

도 10은 본 발명의 실시예에서 사용한 증폭 회로의 개념도,

도 11은 본 발명의 실시예에서 각 가로방향 센서별로 감지된 빛의 강도 분포를 나타낸 그래프, 그리고

도 12는 본 발명의 실시예에서 각 세로방향 센서별로 감지된 빛의 강도 분포를 나타낸 그래프이다.

Claims

형광체 및 하나 또는 그 이상의 광학층을 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 좌표입력 시스템용 도광판.
제 1 항에 있어서, 상기 형광체는 상기 투명기층 표면에 코팅된 형태 또는 상기 투명기층 내부에 도핑된 형태로 상기 도광판에 포함되는 것을 특징으로 하는 비접촉식 좌표입력 시스템용 도광판.
제 2 항에 있어서, 상기 투명기층은 haze가 10%이하이고, 사용하는 형광물질의 흡수 발광파장 영역에서의 투과율이 80% 이상인 것을 특징으로 하는 비접촉식 좌표입력 시스템용 도광판.
제 3 항에 있어서, 상기 투명기층은 유리, 폴리올레핀, 올레핀 코폴리머, 아크릴, 폴리비닐, 폴리 우레탄, 폴리아세탈과 에폭시 레진을 포함하는 에테르 폴리머, PC를 포함하는 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리술폰, 실리콘 중에서 선택된 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 비접촉식 좌표입력 시스템용 도광판.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도광판의 외측에 도광판에 포함된 기재 중 가장 굴절률이 높은 기재 대비 굴절률이 0.05 이상 낮은 저굴절율 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 좌표입력 시스템용 도광판.
제 5 항에 있어서, 상기 굴절율이 0.05 이상 낮은 저굴절율 코팅 층은 내부가 다공질 또는 공동의 중공 실리카 미립자, 또는 불소계 수지를 사용하거나, CaF₂, MgF₂, NaAlF₄, SiO₂, ThF₄, ZrO₂, Nd₂O₃, SnO₂, TiO₂, CeO₂, ZnS, In₂O₃ 등의 유전체를 건식 및 습식 코팅하여 형성되는 것을 특징으로 하는 비접촉식 좌표입력 시스템용 도광판
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 형광체는 도광판에 포함되었을 때 도광판의 haze가 10% 이하가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 좌표입력 시스템용 도광판.
제 7 항에 있어서, 상기 형광체는 cyanine, perylene, anthraquinone, xanthene계 중에서 선택된 염료인 것을 특징으로 하는 비접촉식 좌표입력 시스템용 도광판.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도광판에 도달한 빛을 받아 형광체가 발광한 빛을 검지하는 복수의 광센서가 상기 도광판의 가로방향 가장자리 중 하나 또는 둘 모두와 세로방향 가장자리 중 하나 또는 둘 모두에서 수광부가 상기 도광부의 가장자리 측면을 향하도록 상기 도광판에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 비접촉식 좌표입력 시스템용 도광판
광 배출장치로부터 방출된 빛이 입사하는 도광판으로서, 형광체 및 하나 또는 그 이상의 광학층을 포함하는 도광판;

상기 도광판의 가로방향 가장자리 중 하나 또는 둘 모두와 세로방향 가장자리 중 하나 또는 둘 모두에서 수광부가 상기 도광부의 가장자리 측면을 향하도록 상기 도광판에 부착되어 상기 도광판에 도달한 빛을 받아 형광체가 발광한 빛을 검지하는 복수의 광센서; 및

상기 광센서에 연결되어 도광판에 도달한 빛의 도달 좌표를 계산하고 디스플레이 장치 또는 이와 연결된 컴퓨터 시스템에 그 좌표를 전달하는 연산부;

로 이루어진 것을 특징으로 하는 비접촉식 좌표입력 시스템.
제 10 항에 있어서, 상기 형광체는 상기 투명기층 표면에 코팅된 형태 또는 상기 투명기층 내부에 도핑된 형태로 상기 도광판에 포함되는 것을 특징으로 하는 비접촉식 좌표입력 시스템.
제 11 항에 있어서, 상기 투명기층은 haze가 10%이하이고, 사용하는 형광물질의 흡수 발광파장 영역에서의 투과율이 80% 이상인 것을 특징으로 하는 비접촉식 좌표입력 시스템.
제 12 항에 있어서, 상기 투명기층은 유리, 폴리올레핀, 올레핀 코폴리머, 아크릴, 폴리비닐, 폴리 우레탄, 폴리아세탈과 에폭시 레진을 포함하는 에테르 폴리머, PC를 포함하는 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리술폰, 실리콘 중에서 선택된 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 비접촉식 좌표입력 시스템.
제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도광판의 외측에 도 광판에 포함된 기재 중 가장 굴절률이 높은 기재 대비 굴절률이 0.05 이상 낮은 저굴절율 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 좌표입력 시스템.
제 14 항에 있어서, 상기 굴절율이 0.05 이상 낮은 저굴절율 코팅 층은 내부가 다공질 또는 공동의 중공 실리카 미립자, 또는 불소계 수지를 사용하거나, CaF2, MgF2, NaAlF4, SiO2, ThF4, ZrO2, Nd2O3, SnO2, TiO2, CeO2, ZnS, In2O3 등의 유전체 를 건식 및 습식 코팅하여 형성되는 것을 특징으로 하는 비접촉식 좌표입력 시스템.
제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 형광체는 도광판에 포함되었을 때 도광판의 haze가 10% 이하가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 좌표입력 시스템.
제 16 항에 있어서, 상기 형광체는 cyanine, perylene, anthraquinone, xanthene계 중에서 선택된 염료인 것을 특징으로 하는 비접촉식 좌표입력 시스템.
제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연산부 또는 상기 연산부에 연결된 컴퓨터 시스템은 상기 빛의 도달좌표를 디스플레이 장치에 표시하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 좌표입력 시스템.
제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도광판이 디스플레이 장치의 표면에 접착되거나, 별도의 판형태로 디스플레이 장치의 전면에 장착되거나 보안경 등의 형태로 탈부착 가능한 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 비접촉식 좌표입력 시스템.
제 19 항에 있어서, 상기 디스플레이 장치는 LCD, PDP, LED, FED, projection 용 screen 및 CRT 디스플레이 장치 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 비접촉식 좌표입력 시스템.
제 20 항에 있어서, 상기 도광판은 LCD 편광판, PDP 필터, projection 용 screen 또는 LED, FED, CRT 장치의 표면에 접착된 것을 특징으로 하는 비접촉식 좌표입력 시스템.
광 배출장치로부터 방출된 빛이 입사하는 도광판으로서, 형광체 및 하나 또는 그 이상의 광학층을 포함하는 도광판; 상기 도광판의 가로방향 가장자리 중 하나 또는 둘 모두와 세로방향 가장자리 중 하나 또는 둘 모두에서 수광부가 상기 도광부의 가장자리 측면을 향하도록 상기 도광판에 부착되어 상기 도광판에 도달한 빛을 받아 형광체가 발광한 빛을 검지하는 복수의 광센서; 및 상기 광센서에 연결되어 도광판에 도달한 빛의 도달 좌표를 계산하고 디스플레이 장치 또는 이와 연결된 컴퓨터 시스템에 그 좌표를 전달하는 연산부;로 이루어진 비접촉식 좌표입력 시스템을 이용하여 도광판에 입사된 빛의 위치를 비접촉식으로 입력하는 좌표입력 방법으로서,

상기 가로방향 가장자리에 부착된 센서 중 수광량이 가장 많은 센서의 위치를 상기 입사한 빛의 가로 좌표로 산정하고,

상기 세로 방향 가장자리에 부착된 센서 중 수광량이 가장 많은 센서의 위치를 상기 입사한 빛의 세로 좌표로 산정하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 좌표입력 방법.
제 22 항에 있어서, 상기 가로방향 가장자리 또는 세로방향 가장자리에 부착된 센서 중 수광량이 가장 많은 센서의 위치를 산정함에 있어서, 상기 센서의 위치와 수광량 사이의 관계를 회귀분석하여 사용하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 좌 표입력 방법.