KR20080089115A - Touch-screen using cmos-array - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예로 형성된 CMOS어레이를 이용한 터치스크린의 평면도. 1 is a plan view of a touch screen using a CMOS array formed in a preferred embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예로 형성된 CMOS어레이를 이용한 터치스크린의 수신창을 나타낸 사시도.Figure 2 is a perspective view showing a receiving window of the touch screen using a CMOS array formed in a preferred embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예로 형성된 CMOS어레이를 이용한 터치스크린의 반사판을 나타낸 사시도.Figure 3 is a perspective view showing a reflecting plate of the touch screen using a CMOS array formed in a preferred embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예로 형성된 CMOS어레이를 이용한 터치스크린의 작동을 설명하기 위한 개념도.Figure 4 is a conceptual diagram for explaining the operation of the touch screen using a CMOS array formed in a preferred embodiment of the present invention.
도 5는 종래의 CMOS어레이를 이용한 카메라의 개념도.5 is a conceptual diagram of a camera using a conventional CMOS array.
**<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>**** <Description of the symbols for the main parts of the drawings> **
100 : 프레임 200 : 반사판100: frame 200: reflector
300 : CMOS어레이 500 : 화상면300: CMOS array 500: image plane
510 : 케이스510: Case
본 발명은 CMOS어레이를 이용한 터치스크린에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 CMOS어레이를 프레임의 모서리에 형성하고, 반사판을 이용하여 수광률을 높혀서 CMOS어레이가 명암비를 이용하여 눌림위치를 감지할 수 있도록 한 터치스크린에 관한 것이다.The present invention relates to a touch screen using a CMOS array, and more particularly, to form a CMOS array in the corner of the frame, and to increase the light receiving rate by using a reflector to enable the CMOS array to sense the pressed position using the contrast ratio. It relates to a touch screen.
일반적으로 터치스크린이란 모니터나 스크린에 형성되는 화상면에 직접 손가락이나 지시봉 등을 접촉시킴으로써 입력을 받아들이는 일종의 입력장치이다.In general, a touch screen is a type of input device that receives an input by directly contacting a finger or an indicator rod with an image surface formed on a monitor or a screen.
종래의 터치스크린은 투명판의 내부에 저항막을 형성하고, 눌림위치에서 발생하는 압력으로 인해서 변화하는 저항의 변화를 인식하여 눌림위치를 인식하는 저항막방식과, 적외선송수신장치를 이용하여 화상면의 표면에 적외선 위치를 인식하는 적외선방식이 있다. Conventional touch screen forms a resistive film inside the transparent plate, a resistive film method for recognizing the pressed position by recognizing the change in resistance that changes due to the pressure generated at the pressed position, and using an infrared transmitting and receiving device There is an infrared method that recognizes the infrared position on the surface.
그러나, 상기 저항막방식은 큰 화상면에는 적용하기 어렵고, 저항막이 쉽게 손상되기 때문에 일정한 위치를 계속적으로 사용하는 화상면에는 적용할 수 없는 문제점이 있었고, 적외선송수신장치는 수많은 센서들이 화상면의 외주연을 메우고 있기 때문에 가격이 높을 뿐만 아니라, 데드존(dead zone)이 발생되거나, 외란광에 의해서 에러가 발생하는 등의 문제점이 있었다. However, since the resistive film method is difficult to apply to a large image plane and the resistive film is easily damaged, there is a problem that the resistive film method cannot be applied to an image plane that uses a constant position continuously. Because of filling the leading edge, not only the price is high, but also there are problems such as a dead zone or an error caused by disturbance light.
따라서, 센서의 수를 줄일 수 있고, 외란광의 영향을 받지 않을 뿐만 아니라, 큰 화상면에도 잘 적용할 수 있는 새로운 방식의 터치스크린이 절실히 요구되고 있는 실정이다.Therefore, there is an urgent need for a new type of touch screen that can reduce the number of sensors, is not affected by disturbance light, and can be applied well to a large image surface.
상기한 요구에 부응하기 위해서 본 발명은 다음과 같은 목적에서 개발되었 다.In order to meet the above needs, the present invention was developed for the following purposes.
(1) CMOS어레이를 이용하여 눌림위치를 간단하게 파악할 수 있는 터치스크린을 제공한다.(1) It provides a touch screen that can easily identify the pressed position by using CMOS array.
(2) 구성이 간단하면서도 눌림위치파악을 위한 정밀도가 높은 터치스크린을 제공한다. (2) It provides simple touch screen and high precision touch screen for positioning.
(3) 외란광의 영향을 거의 받지 않는 터치스크린을 제공한다.(3) Provide a touch screen that is hardly affected by disturbance light.
(4) 다수개의 눌림위치를 인식할 수 있어서 멀티터치가 가능한 터치스크린을 제공한다. (4) Provides a touch screen capable of multi-touch because a plurality of pushed positions can be recognized.
상기한 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 직사각형상의 프레임의 각 모서리에는 반사판이 각각 형성되고, 상기 각각의 반사판과 이격되게 프레임에 고정되는 CMOS어레이가 각각 형성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that each of the corners of the rectangular frame is formed with a reflector, each CMOS array is fixed to the frame to be spaced apart from the respective reflector.
일반적으로 피사체를 촬상하여 화상처리하기 위한 이미지 픽업 디바이스로는 CCD(Charge Coupled Device)이미지센서 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)이미지 센서가 이용되고 있다.In general, a Charge Coupled Device (CCD) image sensor or a Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS) image sensor is used as an image pickup device for capturing and processing an image.
상기 CMOS이미지 센서는 대한민국특허청의 공개특허공보 제2004-0060508호에 나타난 바와 같이(도 5참조), 반도체기판(10)에 단위 픽셀간 분리를 위한 복수의 필드절연막(120)과; 수광된 빛을 전기신호로 광전변환하기 위해 필드절연막(12)간의 액티브영역에 형성된 포토다이오드어레이(14)와; 복수의 층간절연막 및 소자보호막으로 이루어져 상기 수광된 빛을 투과하는 광투과층(16)과; 균일한 광투과를 위하여 광투과층(16)의 상부에 형성된 평탄화층(18)과; 상기 평탄화층(18)의 상부에 컬러포토레지스터로 형성된 컬러필터부(20)와; 상기 수광된 빛을 포토다이오드 어레이(14)로 집광하기 위해 컬러필터(20)의 상부에 형성된 마이크로 렌즈어레이(22)로 구성된다.The CMOS image sensor may include a plurality of field insulating layers 120 for separating unit pixels on a
상기 CMOS카메라는 다수개의 어레이(array)로 형성되어 있어서 촬상되는 피사체의 깊이를 인식할 수 있고, 명암비를 이용하여 상을 형성시킨다.The CMOS camera is formed of a plurality of arrays to recognize the depth of the photographed subject, and to form an image using the contrast ratio.
본 발명과 같이 터치스크린에서 CMOS어레이를 이용하기 위해서는 터치스크린의 전면을 수광(受光)해야하고, 피사체의 깊이는 크게 영향이 없으므로, 1~2어레이로 형성되고, 흑백인 CMOS어레이를 사용하여 장비의 가격을 낮추는 것이 적당하다.In order to use the CMOS array in the touch screen as in the present invention, the entire surface of the touch screen must be received, and since the depth of the subject does not greatly influence, the device is formed using 1 to 2 arrays and a black and white CMOS array. It is advisable to lower the price of the.
이하, 본 발명을 바람직한 실시예와 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail with reference to the preferred embodiments and the accompanying drawings as follows.
도 1내지 도 3에 있어서, 본 발명은 직사각형상의 프레임(100)의 각 모서리에는 반사판(200)이 각각 형성되고, 상기 각각의 반사판(200)과 이격되게 프레임(100)에 고정되는 CMOS어레이(300)가 각각 형성된 것을 특징으로 한다.1 to 3, in the present invention, each of the corners of the
상기 프레임(100)은 화상면(500)의 외주연에 구성되어 CMOS어레이(300)와 반사판(200)등을 고정할 수 있도록 사각형상으로 형성된다. The
상기 CMOS어레이(300)는 1~2어레이로 구성되는 흑백카메라이고, 반사판(200)에 의해서 화상면(500) 상에서 움직이는 상을 일정한 간격에 의해서 감지할 수 있도록 형성된다. The
상기 CMOS어레이(300)에 구성되는 각각의 포토다이오드가 수광할 수 있는 형태는 반사판(200)에 의해서 도 1과 같이 화상면(500) 위에 방사형으로 입사되는 빛을 수광할 수 있다.Each photodiode configured to receive the
상기 프레임(100)의 상단에는 케이스(510)가 형성되는데, 상기 케이스(510)는 전면이 막혀있도록 형성되되, 프레임(100)의 모서리부분 즉 반사판(200)이 형성된 부분에서 2~3mm의 뚫린 수신창(215)이 형성된다.A
상기 반사판(200)은 곡면형상으로 형성하고, 가운데 반사면(230)을 폭이 2~3mm되도록 형성될 수 있다. The
상기 각각의 반사판(200)의 위치에 각각의 광원을 설치할 수 있는데, 대각위치에서 수광하는 CMOS어레이의 명암비를 높이기 위해서 각각 설치된다. Each light source may be provided at a position of each of the reflecting
상기 광원은 직진성이 좋은 적외선이거나, 백색광의 전면에 편광필터를 형성하여 구성되어도 무방하다. The light source may be an infrared ray having good linearity or may be formed by forming a polarizing filter on the entire surface of white light.
상기 반사판(200)과 CMOS어레이(300)의 거리를 이용하여 수광하는 높이를 최소한으로 할 수 있어서 외란광의 영향을 최대한 줄일 수 있다. By using the distance between the
이하, 본 발명의 바람직한 실시예로 형성된 터치스크린의 작동을 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the operation of the touch screen formed by the preferred embodiment of the present invention will be described.
설명을 쉽게 하기 위해서, 프레임(100)의 왼쪽상단에 형성된 CMOS어레(300)를 300a, 왼쪽하단에 형성된 CMOS어레이(300)를 300b, 오른쪽하단에 형성된 CMOS어레이(300)를 300c, 오른쪽상단에 형성된 CMOS어레이(300)를 300d로 번호를 부여하 여 설명한다.For ease of explanation, the
영상의 인식은 CMOS어레이(300) 300a에서 300d의 순서로 순차적으로 스케닝(scanning)한다. Recognition of the image is sequentially scanned in the order of 300d in the
만약 I 위치에 눌림이 발생하면, 300a의 CMOS어레이(300)는 어두운부분이 피크를 나타내는 θ1과 I1을 인식하고 가상의 라인인 300a-I1의 위치라인(L1)을 형성하고, If the depression occurs at the I position, the
300a의 CMOS어레이(300)는 어두운부분이 피크를 나타내는 θ2와 I2를 인식하고 가상의 라인인 300b-I2의 위치라인(L2)을 형성하며, The
300c의 CMOS어레이(300)는 어두운부분이 피크를 나타내는 θ3와 I3을 인식하고 가상의 라인인 300c-I3의 위치라인(L3)을 형성하고, The
300d의 CMOS어레이(300)는 어두운부분이 피크를 나타내는 θ4와 I4를 인식하고 가상의 라인인 300d-I4의 위치라인(L4)을 형성한다.The
상기 가상의 라인이 L1 내지 L4를 이용하여 눌림위치 I를 계산하게 되는데, 각각의 라인의 교차점을 찾아서 평균을 산출함으로써 보다 정확하게 눌림위치 I의 좌표를 계산할 수 있다. The virtual line calculates the pressed position I using L1 to L4, and by calculating the average by finding the intersection of each line, the coordinates of the pressed position I can be calculated more accurately.
또한, 가상의 라인이 다수개 발생하므로, 여러개의 눌림위치가 발생되어도 모두가 인식가능하여 멀티터치가 가능하다.In addition, since a plurality of virtual lines are generated, all of them can be recognized even if a plurality of pressed positions are generated, thereby enabling multi-touch.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 후술하는 특허청구범위에 의해 포괄되는 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications may be made therein without departing from the scope of the invention, which is covered by the following claims.
상기한 것과 같이 본 발명의 터치스크린에 의하면 다음과 같은 효과가 발생한다.As described above, according to the touch screen of the present invention, the following effects occur.
(1) CMOS어레이를 이용하여 눌림위치를 간단하게 파악할 수 있다.(1) The pressed position can be easily identified by using the CMOS array.
(2) 구성이 간단하면서도 눌림위치파악을 위한 정밀도가 높다.(2) The configuration is simple, but the precision for identifying the pressed position is high.
(3) 외란광의 영향을 거의 받지 않는다.(3) It is hardly affected by disturbance light.
(4) 다수개의 눌림위치를 인식할 수 있어서 멀티터치가 가능하다.(4) Multi-touch is possible because a number of pushed positions can be recognized.
Claims (6)
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