KR20080098374A - 인터랙티브 디스플레이 조명 및 개체 검출 방법과 인터랙티브 디스플레이 시스템 - Google Patents

인터랙티브 디스플레이 조명 및 개체 검출 방법과 인터랙티브 디스플레이 시스템 Download PDF

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Abstract

평판 디스플레이 (FPD)를 채용하는 인터랙티브 디스플레이 장치는 하우징, 평판 디스플레이, 광 확산층, 가시광 조명 시스템, 및 상기 FPD에 인접한 개체를 검출하기 위해 사용되는 비가시광 조명 시스템을 포함한다. 사용자에 의한 복수의 관측 각도로부터 보았을 때 가시광으로 FPD의 균일한 조명을 제공하고, FPD의 표면 경계에서 가시 조명을 확산하여서 하우징의 내부의 코히런트 이미지가 사용자의 시야로부터 적어도 부분적으로 분명하지 않도록 하는 기술이 설명된다. FPD를 통과한 비가시광은 디스플레이에 인접한 개체로부터 반사되어 FPD를 다시 통과하고 하우징 내에서 검출된다.
평판 디스플레이, 광 확산층, 가시광 조명 시스템, 비가시광 조명 시스템, FPD, 하우징

Description

인터랙티브 디스플레이 조명 및 개체 검출 방법과 인터랙티브 디스플레이 시스템{UNIFORM ILLUMINATION OF INTERACTIVE DISPLAY PANEL}
컴퓨터 시스템의 이용과 향유는 더 나은 사용자 인터페이스를 제공함으로써 향상될 수 있다. 컴퓨터 시스템을 위한 사용자 인터페이스는 개인용 컴퓨터 (PC)가 처음으로 널리 대중화되면서 크게 발전하였다. 초기 PC는 키보드나 직렬 마우스와 같은 사용자 입력 장치에 한정되었으며 주로 텍스트에 기반한 것이었다. 그러나, 마이크로프로세서의 속도와 능력의 대단한 진전, 훨씬 더 이용가능한 저렴한 메모리, 그리고 개선된 프로그래밍 기능은 훨씬 더 정교한 사용자 인터페이스 설계의 발전과 사용하기 쉬운 그래픽 운영체제 및 하드웨어의 개발에 기여하였다.
사용자 인터페이스 기술의 발전의 한 특정 영역은 인터랙티브 디스플레이의 최근의 발전과 관계가 있으며, 다수의 일반적으로 할당된 특허 출원이 이 영역에 대한 것이다. 인터랙티브 디스플레이는 테이블이나 다른 하우징(housing) 포맷의 상면과 같은 평평한 표면 상에서 그래픽 이미지를 사용자에게 제공한다. 또한, 이 표면은 사용자에 의한 입력에 반응한다. PC는 인터랙티브 디스플레이와 결합되어 풍부한 사용자 쌍방향 경험을 가져다 주는 처리 능력을 제공함으로써, 보다 정교한 명령 및 인터페이스 특징과, 특히 디스플레이되는 이미지와 관련된 것으로서 시스템에 입력을 제공할 때 훨씬 더 자연스러운 쌍방향 접근을 제공한다.
지금까지 개발된 인터랙티브 디스플레이 시스템은 일반적으로 이미지를 생성하고 사용자 입력을 검출하기 위한 광학 시스템을 채용한다. 그러나, 이러한 광학 시스템은 보통 이미지 프로젝션 시스템을 필요로 하는데, 이것은 비교적 비싸고 또한 비교적 큰 하우징을 필요로 하며, 입력을 감지하는 광학 구성요소에 대해 밀접한 정렬상태로 유지되어야 한다. 이미지 디스플레이를 위한 프로젝션 시스템의 내재하는 문제점을 해결하기 위해 개발된 한가지 대안은 LCD (liquid crystal display: 액정 디스플레이) 패널을 사용하는 것이다. LCD 디스플레이는 입사광의 편광을 변경하고 LCD와 동일한 방위로 편광되지 않는 광을 필터링함으로써 작동한다. 이 기능은 일반적으로 고정된 편광 시트 및 활성 액정 요소의 샌드위치 형태를 이용하여 달성된다. 액정 요소의 활성화는 디스플레이의 각 부분을 통과할 수 있는 광량을 제어한다. 또한, 개별 요소들이 가시광의 특정 영역만을 투과시키도록 컬러 필터의 모자이크가 LCD 패널 내에 덧씌워지거나 끼워넣어짐으로써, 완전한 컬러 디스플레이가 달성된다. 그러나, 인터랙티브 디스플레이는 이미지가 디스플레이되는 표면 상에 또는 근처에 놓이는 개체를 검출하도록 구성되어야 한다. 예를 들면, 카메라는 이 표면 상의 또는 바로 인접한 개체로부터 반사된 광을 감지하기 위해 표면 뒤에 놓일 수 있다. 불행히도, 개체 검출을 위해 가시광 조명을 사용하면 LCD 패널 상에 디스플레이되는 이미지와 간섭하게 될 것이다.
LCD 패널을 위한 전형적인 조명원은 패널을 포함하는 아크릴과 같은 투명 재질의 시트의 가장자리로 입력되는 광을 생성하는 얇은 형광관이다. 형광관으로부터의 광은 이 아크릴 시트 광 가이드 내에서 이동하여, 의도적으로 거칠게 한 표면 상의 한 지점에 도달할 때까지 내부 반사에 기인하여 표면에서 반사되어, 광이 광 가이드를 벗어나게 할 수 있다. 다른 광 가이드 기술은 돌기(bump)나 모난 쐐기(wedge)의 분산을 이용한다. 그러나, 많은 LCD 패널은 상당히 투명하고, LCD 패널의 조명이 LCD 패널을 수용하는 인클로저(enclosure) 내에서 균일하지 않으면 디스플레이가 임의의 각도에서 보았을 때 어두워진 영역이 나타날 수 있다.
따라서, 관측 각도에 상관없이 사용자가 보았을 때 균일한 표면 조명을 제공하면서, 디스플레이 표면상의 아이템의 검출을 제공할 수 있는 인터랙티브 디스플레이와 함께 사용하기 위한 LCD 패널에 대한 상기 문제점에 대한 해결책을 찾는 것이 현재의 관심사이다. 이 해결책은 패널의 표면이나 부근의 개체의 검출과 간섭하지 않으면서 패널 상에서 그래픽 이미지를 디스플레이할 수 있어야 한다. 따라서, 사용자에게 보이는 광을 생성하는 개체 검출을 위한 조명원의 사용을 피하는 것이 중요할 것이다. 그것이 디스플레이되는 이미지와 간섭할 것이기 때문이다. 물론, 현재 디스플레이되는 이미지와 상관없이, 디스플레이 표면 상의 아이템이 검출되는 것이 역시 중요하다.
발명의 개요
인터랙티브 디스플레이의 몇가지 구현예가 이하에 상세히 설명된다. 설명되는 구현예의 일 양태는 이미지를 사용자에게 디스플레이하는 평판 디스플레이를 채용하는 인터랙티브 디스플레이를 구성하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 평판 디스플레이에 가시광 조명을 제공하는 단계를 포함한다. 이 조명은 변위(parallax)에 기인한 디스플레이의 어두운 영역을 피하기 위하여 사용자에 의한 복수의 관측 각도로부터 보았을 때 디스플레이의 표면의 실질적으로 균일한 조명을 제공하도록 구성된다. 이 방법은 또한 디스플레이의 관측 평면 아래의 개체의 코히런트(coherent) 이미지가 사용자에 의한 시야로부터 적어도 부분적으로 차단되도록 디스플레이의 표면 경계에서 조명의 확산을 제공하는 단계를 더 설명한다. 다음에, 이 방법은 사용자 입력 검출을 제공하는 단계를 설명한다. 사용자 입력 검출은 디스플레이의 표면 경계에 인접한 개체로부터 반사되는 적외선 조명을 검출하는 것에 기초할 수 있고 여기서 디스플레이는 적외선 조명에 실질적으로 투명하도록 구성된다. 디스플레이 패널 아래에 위치하는 인터랙티브 디스플레이 내의 임의의 사용자 입력 검출 구성요소는 가시 조명을 확산하는 단계에 의해 시야로부터 적어도 부분적으로 차단된다.
이 발명의 요약은 몇가지 개념을 단순화된 형태로 도입하기 위해 제공되었고 이하 상세한 설명에서 더 구체적으로 설명된다. 그러나, 이 발명의 요약은 본 특허 발명의 핵심 또는 본질적인 특징을 확인하기 위한 목적이 아니며, 또한 본 특허 발명의 범위를 결정할 때 보조로서 사용하기 위한 것도 아니다.
하나 이상의 바람직한 실시예 및 이의 수정예의 다양한 양태 및 부수적인 장점들은 첨부 도면과 관련하여 이하의 상세한 설명을 참조하여 더 용이하게 이해될 것이다.
도 1은 통합 PC를 포함하는 인터랙티브 디스플레이 테이블 시스템의 내부 구 성요소를 도시하는 단면도로서, 아래에 설명되는 접근법을 채용하지는 않는다.
도 2는 본 IR 검출 시스템의 일실시예를 포함할 수 있는 LCD 기반 인터랙티브 디스플레이 테이블이 외부 PC에 접속되는 일실시예의 등각투영도(isometric view)이다.
도 3은 LCD 패널로부터 이격된 조명 시스템의 바람직한 일실시예를 포함하는 LCD 패널 기반 인터랙티브 디스플레이 테이블의 단면도이다.
도 4는 LCD 패널로부터 이격된 조명 시스템의 바람직한 일실시예를 포함하는 LCD 패널 기반 인터랙티브 디스플레이 테이블의 또다른 단면도이다.
도 5는 LCD 패널로부터 이격된 조명 시스템의 바람직한 일실시예를 포함하는 LCD 패널 기반 인터랙티브 디스플레이 테이블의 또다른 단면도이다.
도 6은 LCD 패널로부터 이격된 조명 시스템의 바람직한 일실시예를 포함하는 LCD 패널 기반 인터랙티브 디스플레이 테이블의 또다른 단면도이다.
도 7은 LCD 패널로부터 이격된 조명 시스템의 바람직한 일실시예를 포함하는 LCD 패널 기반 인터랙티브 디스플레이 테이블의 또다른 단면도이다.
도 8은 LCD 패널에 바로 인접한 조명 시스템의 바람직한 일실시예를 포함하는 LCD 패널 기반 인터랙티브 디스플레이 테이블의 단면도이다.
도 9는 LCD 패널을 직접 조명하는 조명 시스템의 바람직한 일실시예를 포함하는 LCD 패널 기반 인터랙티브 디스플레이 테이블의 단면도이다.
인터랙티브 디스플레이 시스템
도 1에서, 프레임 (62) 내에 개인용 컴퓨터 (PC) (20)를 포함하고 PC용 광학 입력 및 비디오 디스플레이 장치로서 역할하는 바람직한 인터랙티브 디스플레이 테이블 (60)이 도시된다. 인터랙티브 디스플레이 테이블의 이 실시예는 LCD 패널과 같은 평판 디스플레이를 포함하지 않는다. 이 실시예는 LCD 패널을 포함하는 도 2 내지 도 9의 바람직한 실시예들과 비교하기 위해 설명된다. 또한, 이 도면은 인터랙티브 디스플레이 시스템이 인터랙티브 디스플레이 표면에서 이미지를 디스플레이하고 인터랙티브 디스플레이 표면 상의 또는 인접한 개체를 검출하기 위해 어떻게 인터랙티브 디스플레이 시스템이 동작하는가를 보여준다.
내부가 보이도록 도시된 인터랙티브 디스플레이 테이블 (60)의 이 도면에서, 텍스트 및 그래픽 이미지를 디스플레이하기 위해 사용되는 광선 (82a-82c)은 일반적으로 점선으로 도시되고, 인터랙티브 디스플레이 테이블 (60)의 사용자 인터페이스 표면 (64) 상의 또는 바로 위의 개체를 감지하기 위해 사용되는 적외선 (IR)은 대시(dash) 선을 사용하여 도시된다. 중심에 있는 실제 디스플레이 영역 주위의 테이블 표면의 주변은, 사용자 인터페이스 표면 (64) 상에 디스플레이되는 그래픽 이미지 또는 가상 환경과 상호작용하기 위해 사용될 수 있는 개체를 포함하여, 사용자의 팔이나 다른 개체를 지지할 때 유용하다.
IR 광원 (66)은 바람직하게는 복수의 IR 발광 다이오드 (LED)를 포함하고 프레임 (62)의 내부에 장착된다. IR 광원 (66)에 의해 생성되는 IR 광은 대시선 (78a, 78b 및 78c)으로 표시한 바와 같이 사용자 인터페이스 표면 (64)의 밑면쪽으로 위로 향한다. IR 광원 (66)으로부터의 IR 광은 한 장의 벨럼(vellum) 또는 광 확산 특성을 갖는 다른 적당한 투명 재료를 포함하는 테이블의 투명층 (65)을 통과한 후에 디스플레이 표면 상의 또는 근접한 임의의 개체로부터 반사된다. 인터랙티브 디스플레이 표면 상의 또는 근접한 위치에 있는 개체와 관련한 이하의 설명과 여기에서 사용된 바와 같이, "인접"이란 용어는 인터랙티브 디스플레이 표면 바로 위에 있는 것 뿐만 아니라 인터랙티브 디스플레이 표면에 실제로 접촉하는 개체를 모두 포함하는 것으로 사용된다. 오직 하나의 IR 광원 (66)이 도시되었지만, 복수의 이러한 IR 광원이 사용자 인터페이스 표면 (64)의 고른 조명을 제공하기 위해 프레임 (62)의 내부 주위의 이격된 위치에 장착될 수 있음은 물론이다. IR 광원에 의해 생성된 IR 광은:
ㆍ대시선 (78a)으로 표시한 바와 같이, 임의의 개체를 조명하지 않고 테이블 표면을 통해 출사할 수 있거나;
ㆍ대시선 (78b)으로 표시한 바와 같이, 테이블 표면상의 개체를 조명할 수 있거나; 또는
ㆍ대시선 (78c)으로 표시한 바와 같이, 테이블 표면 바로 위에 테이블과 접촉되지 않은 개체를 조명할 수 있다.
사용자 인터페이스 표면 (64) 위의 개체는 디스플레이 표면 상의 "접촉(touch)" 개체 (76a) 및 디스플레이 표면에 근접하지만 실제로는 접촉하지 않은 "호버(hover)" 개체 (76b)를 포함한다. 따라서, 접촉 및 호버 개체는 이 용어가 여기서 사용되는 바와 같이 디스플레이 표면에 "인접"한다. 개체가 사용자 인터페이스 표면 (64)의 상면에 접근할 때 디스플레이 표면을 통과하는 IR 광을 확산시키 기 위해 반투명층 (65)을 사용한 결과, 개체에 의해 반사된 IR 광량은 개체가 디스플레이 표면에 실제로 접촉할 때 달성되는 최대 레벨까지 증가한다.
디지털 비디오 카메라 (68)는 사용자 인터페이스 표면 (64) 상에 위치한 임의의 접촉 개체 또는 호버 개체로부터 반사되는 IR 광을 수신하기에 적절한 위치에서 사용자 인터페이스 표면 (64) 아래의 프레임 (62)에 장착된다. 디지털 비디오 카메라 (68)는 오직 IR 광을 투과시키고 점선 (84a)을 따라 사용자 인터페이스 표면 (64)을 통해 이동하는 주위의 가시광을 차단하는 IR 패스 필터 (86a)를 장착한다. 도시된 구현예에서, 방해물 (79)은 IR 광원으로부터 직접 방출된 IR 광이 디지털 비디오 카메라로 들어오는 것을 막기 위하여 IR 광원 (66)과 디지털 비디오 카메라 (68) 사이에 위치한다. 디지털 비디오 카메라는 사용자 인터페이스 표면 (64)의 바로 위 또는 접촉한 개체로부터 반사되는 IR 광에만 응답하는 출력 신호를 생성하는 것이 바람직하다. 이런 식으로, 디스플레이 표면 상의 또는 위의 개체로부터 반사되는 IR 광의 이미지에 대응하는 광만이 검출될 것이다. 디지털 비디오 카메라 (68)는 점선 (84a)으로 표시된 경로를 따라 이동하는 주위 IR 광을 포함하여 인터랙티브 디스플레이의 위로부터 내부로 사용자 인터페이스 표면 (64)을 통과하는 주위 광에 포함된 임의의 IR 광에 대해서도 응답할 것이다.
테이블 표면 상의 또는 위의 개체로부터 반사되는 IR 광은 대시선 (80a 및 80b)으로 도시된 바와 같이 반투명층 (65)을 통해, IR 통과 필터 (86a)를 통해 디지털 비디오 카메라 (68)의 렌즈로 다시 반사되거나, 대시선 (80c)으로 도시된 바와 같이, 디지털 비디오 카메라 (68)의 렌즈로 들어오지 않고 인터랙티브 디스플레 이 내의 다른 내면에 의해 반사되거나 흡수될 수 있다.
반투명층 (65)은 입사 및 반사 IR 광을 확산시킨다. 따라서, 상기한 바와 같이, 사용자 인터페이스 표면 (64)에 가까운 호버 개체 (76b)와 같은 "호버" 개체는 디스플레이 표면으로부터 멀리 떨어진 동일 반사도의 개체보다 디지털 비디오 카메라 (68)로 더 많은 IR 광을 다시 반사시킬 것이다. 디지털 비디오 카메라 (68)는 그 이미징 필드 내의 "접촉" 및 "호버" 개체로부터 반사된 IR 광을 감지하고 이러한 각 개체의 위치와, 선택적으로 개체의 크기, 방위 및 형태를 결정하기 위해 처리하기 위한 PC (20)로 입력되는 반사된 IR 광의 이미지에 대응하는 디지털 신호를 생성한다. 사용자의 팔뚝과 같은 개체의 일부는, 사용자의 손가락과 같은 다른 부분이 디스플레이 표면과 접촉한 동안에 테이블 위에 있을 수 있다. 또한, 개체는 IR 광 반사 패턴, 또는 그 개체 또는 그 개체가 한 일부인 같은 종류의 관련 개체에 특정된 그 바닥면의 바코드와 같은 부호화된 식별자를 포함할 수 있다. 이에 따라, 디지털 비디오 카메라 (68)로부터의 이미지 신호는 본 발명에 따라 이러한 각 특정 개체를 검출하기 위해 사용될 수 있고, 또한 그 반사 패턴으로부터 반사된 IR 광에 기초하여 그 방위를 결정할 수 있다.
도시된 인터랙티브 디스플레이 테이블은 개체로부터 반사된 IR 광을 이용하여 그 식별 특성을 검출함으로써 그 개체 및/또는 사용자 인터페이스 표면 (64)에 대한 개체의 위치를 인식하도록 동작가능하다. 이렇게 개체 및 그 방위를 검출하고 식별하도록 구현된 논리 단계는 발명의 명칭이 "부호화된 패턴의 식별에 의한 인터랙티브 디스플레이 표면 상의 개체의 식별"인 출원번호 10/814,577 (2004.03.31 출원), 및 발명의 명칭이 "인터랙티브 표면에 대한 3D 개체의 연결성 및 오프셋의 결정"인 출원번호 10/814,761 (2004.03.31 출원)을 포함하는 일반적으로 할당된 특허 출원에 설명되어 있다.
PC (20)는 도 1에 도시된 바와 같이 인터랙티브 디스플레이 테이블 (60)에 통합될 수 있고, 그렇지 않으면, 도 2의 실시예에 도시된 바와 같이 인터랙티브 디스플레이 테이블에 외부적으로 연결될 수도 있다. 도 2에서, 인터랙티브 디스플레이 테이블 (60')은 데이터 케이블 (63)을 통해 외부 PC (20) (상기한 바와 같이, 선택적인 모니터 (47) 포함)에 연결된다. 도 2의 실시예는 LCD 패널 또는 OLED 디스플레이 패널과 같은 평판 디스플레이를 포함할 수 있고, 이에 대해서는 도 3-9를 참조하여 이하에 설명된다. 외부 PC (20)는 무선 링크 (즉, WiFi 또는 다른 적절한 무선 신호 링크)를 통해 인터랙티브 디스플레이 테이블 (60')에 연결될 수 있다. 이 도면에서 도시된 바와 같이, 직교 X 및 Y축 집합은 "0"으로 표시된 원점은 물론 사용자 인터페이스 표면 (64)과 관련된다. 명확히 도시되지는 않았지만, 각 직교축을 따라 복수의 좌표 위치가 사용자 인터페이스 표면 (64) 상의 임의의 위치를 특정하기 위해 사용될 수 있다.
인터랙티브 디스플레이 테이블 (60')이 외부 PC (20) (도 2) 또는 셋톱 박스, 비디오 게임, 랩탑 컴퓨터 또는 미디어 컴퓨터 (도시되지 않음)와 같은 다른 종류의 외부 컴퓨팅 장치에 연결되면, 인터랙티브 디스플레이 테이블 (60')은 입력/출력 장치를 포함한다. 인터랙티브 디스플레이 테이블 (60')용 전력은 종래의 교류 전원 (도시되지 않음)에 연결된 전력 리드 (61)를 통해 제공된다. 인터랙티브 디스플레이 테이블 (60')에 연결된 데이터 케이블 (63)은 PC (20) 상의 USB 2.0 포트, IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 1394 (또는 Firewire) 포트, 또는 이더넷 포트에 연결될 수 있다. 무선 접속의 속도가 계속 향상됨에 따라 인터랙티브 디스플레이 테이블 (60')은 이러한 고속 무선 접속 또는 다른 적절한 유선 또는 무선 데이터 통신 링크를 통해 PC (20)와 같은 컴퓨팅 장치에 연결될 수도 있는 것으로 예상된다. 인터랙티브 디스플레이의 통합부로서 내부적으로 포함되든지 또는 외부적으로 되든지간에, PC (20)는 디스플레이 표면 상의 또는 인접한 개체를 감지하기 위해 사용되는 디지털 비디오 카메라로부터의 디지털 이미지를 처리하는 알고리즘을 실행하고, 인터랙티브 디스플레이 테이블의 보다 직관적인 사용자 인터페이스 기능을 유리하게 채용하도록 설계된 소프트웨어 애플리케이션은 물론, 이러한 기능을 이용하도록 특별히 설계되지는 않았지만 인터랙티브 디스플레이 테이블의 입력 및 출력 능력을 잘 이용할 수 있는 다른 소프트웨어 애플리케이션도 실행한다. 또다른 방법으로서, 인터랙티브 디스플레이는 외부 컴퓨팅 장치에 결합될 수 있지만, 이미지 처리 및 외부 PC에 의해 수행되지 않을 다른 태스크를 수행하기 위한 내부 컴퓨팅 장치를 포함한다.
인터랙티브 디스플레이 테이블의 중요하고 강력한 특징은, 게임 또는 다른 소프트웨어 애플리케이션용 그래픽 이미지나 가상 환경을 디스플레이하고 그래픽 이미지나 가상 환경 사이의 상호작용이 사용자 인터페이스 표면 (64) 상에서 보이게 하고 개체 (76a)와 같은 디스플레이 표면상에 있거나 개체 (76b)와 같은 디스플레이 표면 바로 위에서 호버링하는 개체를 식별할 수 있게 하는 능력이다.
도 1을 다시 참조하면, 인터랙티브 디스플레이 테이블 (60)은 그래픽 이미지, 가상 환경, 또는 사용자 인터페이스 표면 (64) 상의 텍스트 정보를 디스플레이하기 위해 사용되는 비디오 프로젝터 (70)를 포함한다. 이 구현예에서, 비디오 프로젝터는 바람직하게는 적어도 640×480 픽셀의 해상도를 갖는 액정 디스플레이 (LCD) 또는 디지털 광 프로세서 (DLP) 타입, 또는 반사형 액정 (LCoS: liquid crystal on silicon) 디스플레이 타입이다. IR 차단 필터 (86b)는 비디오 프로젝터 (70)의 프로젝터 렌즈 앞에 장착되어 비디오 프로젝터에 의해 방사되는 IR 광이 인터랙티브 디스플레이 테이블의 내부로 들어오지 못하게 한다. 여기서 IR 광은 사용자 인터페이스 표면 (64) 상의 또는 위의 개체로부터 반사된 IR 광과 간섭할 수도 있다. 비디오 프로젝터 (70)는 제 1 미러 어셈블리 (72a) 쪽으로 점선 경로 (82a)를 따라 광을 투사한다. 제 1 미러 어셈블리 (72a)는 비디오 프로젝터 (70)로부터 수신된 점선 경로 (82a)로부터의 투사 광을 프레임 (62)의 투명 개구부 (90a)를 통해 점선 경로 (82b)을 따라 반사시켜서, 반사된 투사 광이 제 2 미러 어셈블리 (72b)에 입사되게 한다. 제 2 미러 어셈블리 (72b)는 점선 경로 (82b)로부터의 광을 점선 경로 (82c)를 따라 프로젝터 렌즈의 초점에 있는 반투명층 (64b)으로 반사시켜서, 투사된 이미지가 가시적이고 관측을 위한 사용자 인터페이스 표면 (64) 상에서 초점이 맞춰지게 한다.
정렬 장치 (74a 및 74b)가 제공되고, 이 정렬 장치 각각은 디스플레이 표면으로 투사된 이미지가 디스플레이 표면과 정렬되도록 제 1 및 제 2 미러 어셈블리의 각도를 조정하기 위한 스레디드 로드 (threaded rods) 및 회전가능한 조정 너트 (74c)를 포함한다. 원하는 방향으로 투사된 이미지를 지향시키는 것 외에, 이 2개의 미러 어셈블리의 사용은 더 긴 초점 길이 (및 더 저렴한) 프로젝터 렌즈가 이 프로젝터와 함께 사용될 수 있도록 프로젝터 (70)와 반투명층 (64b) 사이에 더 긴 경로를 제공한다.
상기 논의는 인터랙티브 디스플레이 테이블 (60) (또는 인터랙티브 디스플레이 테이블 (60'))의 형태로 인터랙티브 디스플레이 장치를 설명한다. 그럼에도 불구하고, 인터랙티브 디스플레이 표면은 일반적으로 수평인 테이블 상면의 형태일 필요가 없고 플로어 상에 놓인 테이블로서 형성될 필요가 없지만, 대신에 테이블 또는 다른 표면 상에 놓이고 수직이 아닌 다른 방향으로 향할 수 있는 디스플레이 표면을 포함할 수 있는 장치로서 형성될 수 있음은 물론이다. 여기서 설명된 접근법에 대해 채용되는 원리는 상이한 형태와 곡률을 갖고 수평이 아닌 다른 방위로 장착되는 디스플레이 표면을 포함하고 적용된다. 또한, 다음 설명은 인터랙티브 디스플레이 표면 "상에" 물리적 개체를 두는 것에 대한 것이지만, 물리적 개체는, 디스플레이 표면에 접촉하거나 디스플레이 표면 부근에 물리적 개체를 둠으로써 인터랙티브 디스플레이 표면에 인접하여 위치할 수 있다. 도 1 및 도 2와 관련하여 위에서 설명된 바람직한 디스플레이 시스템은 특정 유형의 디스플레이 또는 감지 기술에 한정되는 것이 아니고, 단지 다른 인터랙티브 디스플레이 구현예와 함께 사용되는 동작 환경 및 공통 구성요소들을 예시하기 위해 다양한 인터랙티브 디스플레이 시스템의 바람직한 구현예로서 제공되는 것이다.
도 3은 FPD (평판 디스플레이: flat panel display)로부터 이격된 조명 시스 템 (310)의 바람직한 일실시예를 포함하는 FPD 기반 인터랙티브 디스플레이 테이블 (360)의 단면도이다. 도 3-9 를 참조하는 이하의 각 설명이 LCD 패널을 채용하지만, 원하는 특성을 갖는 임의의 적당한 평판 디스플레이가 설명되는 구현예 중 임의의 것에서 채용될 수 있음은 물론이다. 사용가능한 평판 디스플레이의 제한되지 않는 예로서, LCD 패널, 플라즈마 디스플레이, 및 유기 발광 다이오드 (OLED) 디스플레이가 있다. 그러나, LCD 디스플레이는 이러한 디스플레이가 용이하게 적외선을 투과할 수 있게 하는 임의의 특성을 갖는다. 특히, 많은 LCD 패널 내의 편광기는 비가시 적외선 범위에서는 편광하지 않는다. 사실, 적외선 조명은 LCD 패널의 고정된 편광층과 활성 액정 요소를 그 활성상태에 상관없이 통과한다. 또한, 컬러 LCD 디스플레이에서 사용되는 많은 컬러 필터는 적외선 조명에 대해 반투명이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 디스플레이 테이블 (360)은 확산층 (365)을 통해 LCD 패널 (366)에 결합되는 사용자 인터페이스 표면 (364)을 포함한다. 확산층 (365)이 도 3에서 사용자 인터페이스 표면 (364)의 길이를 따라 연장하는 것으로서 도시되었지만, 다른 구현예에서는 (도시되지 않음), 확산층 (365)이 LCD 패널 (366)에 결합되고 이것이 사용자 인터페이스 표면 (364)에 결합될 수도 있다. 확산층 (365)은 일반적으로 LCD 패널의 관측 평면 아래의 개체가 사용자에게 명확히 보이지 않게 한다. 즉, 확산층에 의해 제공된 가시 조명의 약간의 확산은 인터랙티브 디스플레이 테이블 (360)의 내부로의 LCD 패널을 통한 명료한 관측을 방해하는데, 여기에는 다양한 사용자 입력 검출 구성요소 및 LCD 조명 구성요소가 존재하고 이들이 없었다면 사용자에게 보일 수 있을 것이다.
인터랙티브 테이블 섀시(chassis) (362)는 사용자 인터페이스 표면 (364)을 지지한다. 조명 시스템 (310)은 지지부 (391a 및 391b)에 의해 지지된 것으로 도시된다. 지지부 (390)는 "접촉" 개체 (376a) 및 "호버" 개체 (376b)와 같은 사용자 인터페이스 표면 (364) 상의 또는 인접한 개체로부터 반사된 비가시광 (예컨대, IR 광의 광선 (378a 및 378b))을 검출하기 위해 구성된 카메라 (367)를 지지하는 것으로 도시된다. 비가시광 조명 (315a 및 315b)은 섀시 (362)에 결합되어 도시된다. 비가시광 조명 (315a 및 315b)과 같은 임의 갯수의 광원은 비가시광으로 사용자 인터페이스 표면 (364)을 충분히 조명하기 위하여 인터랙티브 디스플레이 테이블 (360) 내에 채용될 수 있음은 물론이다. 또한, 비가시 광원은 조명 시스템 (310)과 LCD 패널 (366) 사이의 하우징(housing) 내의 적절한 위치에 놓일 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 조명 시스템 (310)은 몇개의 구성요소를 포함한다. 확산층 (363)은 LCD 패널 (366) 의 균질의 또는 균일한 조명 (예컨대, 광선 (380)에 의해 제공)을 생성하기 위해 가시광원 (369)을 포함하는 광 가이드 어셈블리 (368)에 결합된다. 백플레인(backplane) (370)은 광 가이드 어셈블리 (368)에 결합되어 도시된다. 백플레인 (370)은 실질적으로 가시광을 반사시키기 위해 적절한 임의의 재료로 형성될 수 있다. 일부 구현예에서, 백플레인 (370)은 불투명한 백색 아크릴 시트일 수 있다. 다른 구현예에서, 확산층 (363)은 예컨대 프레넬(Fresnel) 렌즈와 같은 하나 이상의 (또는 결합된) 광 확산층 및 평행(collimating) 렌즈일 수 있다. 광 확산층 (363)은 일반적으로 가장 효과적으로 LCD 패널 (366)을 조명하기 위해 광 가이드 어셈블리 (368)로부터 방사된 가시광을 조절하도록 구성된다.
가시광 어셈블리 (368)는 아크릴 시트와 같은 적당한 재료로 형성된 광 가이드 층을 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 가시광 광원 (369)은 LCD 패널에 포함된 아크릴 시트를 에지-라이트(edge light)하도록 구성된 냉음극 형광관 (cold cathode fluorescent tube)일 수 있다. 또다른 구현예에서, 광원 (369)은 아크릴 광 가이드의 가장자리에 광학적으로 결합된 백색광 LED일 수 있다. LCD 패널을 백라이팅하기 위한 광 가이드의 구현 및 동작은 당해 기술분야의 당업자에게 잘 알려져 있으므로 구체적으로 설명하지 않는다.
인터랙티브 테이블 (360)의 바람직한 이 구성에서, 조명 시스템 (310) 및 LCD 패널 (366)은 서로 이격되어 있다. 조명 시스템 (310)과 LCD 패널 (366) 사이의 간격은 이 구성요소에 사용되는 재료와 특정 구현에 따라 수 센티미터에서 수 인치의 범위를 가질 수 있다. 도 3에 도시되지는 않았지만, 인터랙티브 테이블 (360)은 PC, 전원 및 오디오 부시스템과 같은 추가 구성요소를 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 구성을 이용하는 인터랙티브 테이블의 몇가지 바람직한 특정 실시예가 있는데, 도 4-7을 참조하여 이하에 설명된다. 도 3에 도시된 바람직한 실시예에 공통인 구성요소들은 이하의 도면에서 동일한 부재번호를 갖는다.
도 4를 참조하면, 도 3에 도시된 바와 같이 조명 시스템 (310)을 포함하는 인터랙티브 디스플레이 테이블 (460)의 단면도가 도시된다. 인터랙티브 디스플레이 테이블 (460)은 디스플레이 섀시 (362), 확산층 (365)에 연결된 사용자 인터페 이스 표면 (364) 및 LCD 디스플레이 (366)를 포함한다. 비가시 광원 (315b) (예컨대, IR 광원)은 디스플레이 섀시 (362)에 결합된다. 하나의 비가시 광원만이 도 4에 도시되었지만, 적당한 갯수의 비가시 광원이 사용자 인터페이스 표면 (364)을 적절히 조명하기 위해 채용될 수 있다. 도 4는 PC (420), 전원 (430) 및 오디오 어셈블리 (450)를 더 포함한다.
PC (420)는 도 1 및 2와 관련하여 설명된 PC (20)와 같은 인터랙티브 테이블 (460)의 동작을 가능하게 하기에 적당한 컴퓨팅 장치일 수 있다. 전원 (430)은 적절한 전압/전류 레벨로 인터랙티브 테이블 (460)의 구성요소에 전력을 제공하기 위한 적당한 공급원일 수 있다. 오디오 어셈블리 (450)는 전력 증폭기, 스피커, 마이크, 음향 처리 하드웨어 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 오디오 입출력 장치의 임의의 조합일 수 있고 PC (420)에 포함된 음향 카드 (별도로 도시되지 않음)에 결합될 수 있다.
도 4에 도시된 바람직한 실시예의 구성은 조명 시스템 (310)이 LCD 패널 (366)의 표면 영역보다 실질적으로 더 큰 표면 영역을 제공한다는 점때문에 주목할 만하다. 조명 시스템의 이 큰 영역의 결과로서, 사용자 (499)가 변위(parallax) 때문에 LCD 패널 상의 어두운 영역을 인지하지 못하도록 조명 시스템 (310)에 의해 제공되는 조명이 LCD 패널 (366)의 바깥 경계 외부로 충분히 연장하기 때문에, 사용자 (499)는 LCD 패널에 대해 다양한 관측 각도로부터 LCD 패널 (366)의 균일한 조명을 인지할 것이다.
도 5는 도 3에 도시된 바와 같이 LCD 패널로부터 이격된 조명 시스템 (310) 을 포함하는 또다른 LCD 패널 기반 인터랙티브 디스플레이 테이블 (560)의 단면도이다. 인터랙티브 디스플레이 테이블 (560)은 디스플레이 섀시 (362), 확산층 (365)에 결합된 사용자 인터페이스 표면 (364), 및 LCD 디스플레이 (366)를 포함한다. 비가시 광원 (315a)이 또 도시된다. 그러나, 광원 (315a)은 조명 시스템 (310)에 결합되는 것으로 도시된다. 일예에서, 광원 (315a)은 조명 시스템 (310)의 표면에서 일정 간격으로 배치된 복수의 적외선 발광 LED 중 하나일 수 있다. 도 5는 PC (420), 전원 (430), 및 오디오 어셈블리 (450)를 포함한다.
도 5에 도시된 실시예는 광을 측면 패널의 가장자리로 도입하는 가시광원 (569a 및 569b)으로 각각 조명되는 측면 패널 (511a 및 511b)을 갖는 조명 시스템 (310)을 더 제공한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 측면 패널은 조명 시스템 (310)의 상면의 각 가장자리로부터 사용자 인터페이스 표면 (364)의 하면으로 수직으로 연장하여, 폐(closed) 조명 상자의 상단을 형성하는 LCD 패널 (366)과 함께 폐 조명 상자를 형성한다. 일구현예에서 (도시되지 않음), 측면 패널 (511a 및 511b)은 인터랙티브 디스플레이 섀시 (362)에 결합될 수 있어서 인터랙티브 디스플레이 (560)의 내부 측벽이 조명된다. 이 측면 패널을 추가한 결과, 조명 시스템 (310)에 의해 제공된 조명과 패널 (511a 및 511b) 의 추가가 사용자 (599)로 하여금 변위로 인한 LCD 패널 (366)에서의 어두운 영역을 인지하지 못하게 하기 때문에 사용자 (599)는 LCD 패널에 대해 다양한 관측 각도로부터 LCD 패널 (366)의 균일한 조명을 인지할 것이다. 일구현예에서, 측면 패널 (511a 및 511b)은 아크릴 시트와 같은 광 가이드일 수 있다. 또다른 구현예에서, 측면 패널 (511a 및 511b)은 하나 이상의 확산기(diffusers), 하나 이상의 렌즈, 광 가이드 및 가시광을 반사하는 백플레인과 같은 구성요소 층들을 포함할 수 있다. 일예에서, 측면 패널 (511a 및 511b)은 조명 시스템 (310)과 구조가 동일하여 확산층, 렌즈, 광 가이드 및 반사된 백플레인의 동일한 구성을 공유한다. 이 예에서, 가시광원 (569a 및 569b)은 조명 시스템 (310)의 광 가이드 뿐만 아니라 측면 패널 (511a 및 511b)을 동시에 조명하도록 구성될 수 있다. 인터랙티브 테이블 (560)의 구현예가 단면도로 도시되어 있어서 도시되지 않은 조명되는 추가 측면 패널을 포함한 추가 구성요소를 포함할 수 있어서, 조명 시스템 (310)의 각 측면은 LCD 패널 (366)에 대해 제공된 조명의 균일성을 더 향상시키도록 측면 패널이 조명되게 할 것이다.
도 6에서 인터랙티브 테이블 (660)에 의해 도시된 단순화된 구성은, 도 5의 측면 패널 (511a 및 511b)을 가시광을 단순히 반사하는 측면 패널 (611a 및 611b)로 대체함으로써, 도 5에 도시된 바람직한 구현예에 비해 재료비를 절약한다. 이전에 설명된 각 실시예와 함께, 조명 시스템 (310)에 의해 제공되고 측면 패널 (611a 및 611b)에 의해 반사된 조명이 사용자 (699)로 하여금 변위때문에 LCD 패널 (366) 상에서 어두운 영역을 인지하지 못하게 하기 때문에 사용자 (699)는 LCD 패널에 대해 다양한 관측 각도로부터 LCD 패널 (366)의 균일한 조명을 인지할 것이다.
도 7에 도시된 인터랙티브 테이블 (760)에 의해 도시된 또다른 단순화된 구성은, 중심 지점에서 LCD 패널 (366)로부터 이격되지만 LCD 패널 (366)의 주변에 사용자 인터페이스 표면 (364)와 만나도록 구부러진 가장자리를 갖는 곡선형 패널 로서 형성된 조명 시스템 (770)을 채용한다. 이 구현예는, 사용자 인터페이스 표면 (364)와 만나는 곡선형 조명 시스템 (770)의 실제 효과가 LCD 패널 (366)의 영역을 실질적으로 넘어서는 조명 시스템 (310)의 영역을 연장하는 것과 같기 때문에 도 4에 도시된 실시예와 기능적으로 유사하다. 이 곡선 구성의 결과, 곡선형 조명 시스템 (310)에 의해 제공된 조명이 사용자 (799)가 변위때문에 LCD 패널 (366) 상에서 어두운 영역을 인지하지 못하게 하므로 사용자 (799)는 LCD 패널에 대해 다양한 관측 각도로부터 LCD 패널 (366)의 균일한 조명을 인지할 것이다.
도 8은 LCD 패널에 바로 인접하여 위치한 조명 시스템 (810)의 바람직한 일실시예를 포함하는 LCD 패널 기반 인터랙티브 디스플레이 테이블 (860)의 단면도이다. 도 8에 도시된 구현예는 도 3에 도시된 실시예에 포함된 많은 구성요소와 특징을 공유하고 따라서 기능적으로 유사한 구성요소들은 각 도면에서 동일한 부재번호를 갖는다. 도 8에 도시된 바와 같이, 디스플레이 테이블 (860)은 사용자 인터페이스 표면 (364), LCD 패널 (366), 및 확산층 (365)을 포함한다. 확산층 (365)이 사용자 인터페이스 표면 (364)의 길이를 따라 연장하는 것으로 도시되었지만, 다른 구현예에서는 (도시되지 않음), 확산층 (365)은 LCD 패널 (366)에 결합될 수 있고, LCD 패널 (366)은 다시 사용자 인터페이스 표면 (364)에 결합될 수 있다.
인터팩티브 테이블 섀시 (362)는 사용자 인터페이스 표면 (364)을 지지한다. 조명 시스템 (810)은 LCD 디스플레이 (366) 및 사용자 인터페이스 표면 (364)에 바로 인접하여 도시된다. 지지부 (390)는 "접촉" 개체 (376a) 및 "호버" 개체 (376b)와 같은 사용자 인터페이스 표면 (364) 상의 또는 인접한 개체로부터 반사된 비가시광 (예컨대, IR 광)을 검출하기 위한 적절한 위치에서 카메라 (367)를 지지하는 것으로 도시된다. 도 3에 도시된 실시예와 달리, 광선 (378a 및 378b)은 도 8에서 조명 시스템 (810)을 통과하는 것으로 도시된다. 비가시 광원 (315a 및 315b)은 지지부 (390)와 결합되어 도시된다. 광원 (315a 및 315b)와 같은 임의 갯수의 광원은 사용자 인터페이스 표면 (364)을 비가시광으로 충분히 조명하기 위해 인터랙티브 디스플레이 테이블 (860) 내에 채용될 수 있음은 물론이다. 또한, 비가시광원은 인터랙티브 디스플레이 섀시 (362) 내의 적당한 위치에 둘 수 있어서 사용자 인터페이스 표면 (364)이 비가시광으로 효과적으로 조명된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 조명 시스템 (810)은 몇가지 구성요소를 포함한다. 확산층 (363)은 LCD 패널 (366)의 균질의 균일 조명 (예컨대, 광선 (380)으로 도시)을 생성하는 가시광원 (369)을 포함하는 광 가이드 어셈블리 (368)에 결합된다 . 반사 백플레인 (870)은 광 가이드 어셈블리 (368)에 결합되어 도시된다. 백플레인 (870)은 비가시 조명이 통과하게 하면서 가시광을 실질적으로 반사하기 위해 적당한 임의의 재료로 형성될 수 있다. 일구현예에서, 백플레인 (870)은 "콜드 미러 (cold mirror)"로 구현된다. 상기한 바와 같이, 확산층 (363)은 하나 이상의 (또는 조합된) 광확산층 및 프레넬 렌즈를 포함한 평행 렌즈일 수 있다. 가시광 어셈블리 (368)는 아크릴 시트와 같은 적당한 재료로 형성된 광 가이드 층을 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 가시광원 (369)은 아크릴 시트를 에지-라이트하도록 구성된 냉음극 형광관일 수 있다. 도 3-7의 실시예들과 반대로, 인터랙티브 테이블 (860)의 구성에서, 조명 시스템 (810) 및 LCD 패널 (366)은 서로 바로 인접해 있다. 일부 구현예에서, 조명 시스템 (810)과 LCD 패널 (366)은 직접 접촉될 수 있고, 다른 구현예에서 조명 시스템 (810) 및 LCD 패널 (366)은 최대 수 밀리미터만큼 분리되어 있을 수 있다. LCD 패널에 바로 인접하여 조명 시스템을 위치한 결과, 조명 시스템 (310)에 의해 제공된 조명이 조명원 (illumination source)의 근접성 때문에 LCD 패널 (366) 상에서 연속적일 것으므로 사용자는 다양한 관측 각도로부터 LCD 패널 (366)의 균일한 조명을 인지할 것이다.
도 9는 LCD 패널을 직접 조명하는 조명 시스템의 바람직한 일실시예를 포함하는 LCD 패널 기반 인터랙티브 디스플레이 테이블 (960)의 단면도이다. 도 9에 도시된 구현예는 도 3에 도시된 구현예와 많은 구성요소와 특징을 공유하므로 두 도면에서 동일한 부재번호가 동일한 구성요소에 대해서 사용된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 인터랙티브 디스플레이 테이블 (960)은 사용자 인터페이스 표면 (364), LCD 패널 (366), 및 확산층 (365)을 포함한다. 확산층 (365)이 사용자 인터페이스 표면 (364)의 길이를 따라 연장하는 것으로 도시되었지만, 다른 구현예에서 (도시되지 않음), 확산층 (365)은 LCD 패널 (366)에 결합될 수 있고, 이 LCD 패널 (366)은 다시 사용자 인터페이스 표면 (364)에 결합될 수 있다.
인터랙티브 테이블 섀시 (362)는 사용자 인터페이스 표면 (364)을 지지한다. 지지부 (390)는 "접촉" 개체 (376a) 및 "호버" 개체 (376b)와 같은 사용자 인터페이스 표면 (364) 상의 또는 인접한 개체로부터 반사된 비가시광 (예컨대, IR 광) (예컨대, 광선 (378a 및 378b)로 표시됨)을 검출하기 위해 채용된 카메라 (367)을 지지하는 것으로 도시된다. 비가시 광원 (315a 및 315b)은 지지부 (390)에 결합되 어 도시된다. 이런 종류의 임의 갯수의 비가시 광원은 사용자 인터페이스 표면 (364)을 비가시광으로 충분히 균일하게 조명하기 위해 인터랙티브 디스플레이 테이블 (960) 내에 채용될 수 있음은 물론이다. 또한, 비가시 광원은 인터랙티브 디스플레이 섀시 (362) 내의 적당한 위치에 놓여질 수 있어서 사용자 인터페이스 표면 (364)은 비가시광으로 효과적으로 조명된다.
도 3-8에 도시된 실시예들과 달리, 인터랙티브 디스플레이 (960)는 가시광원 (971a 및 971b)의 형태로 직접적인 조명 시스템을 포함한다. 도 9에 도시된 단순화된 바람직한 실시예에서, 가시광원 (971a 및 971b)은 LCD 패널의 실질적으로 균일한 조명이 달성되는 방식으로 가시광으로 LCD 패널 (366)의 아래쪽을 비춘다. 그러나, 가시광원 (971a 및 971b)은 단지 일예일 뿐이고, 다른 구현예에서, 임의의 적당한 갯수의 가시광원이 LCD 패널 (366)을 직접 조명하도록 채용될 수 있음은 물론이다. LCD 패널 (366)의 이 직접적인 조명의 결과, 직접적인 광원에 의해 제공되는 조명이 사용자로 하여금 변위에 기인하여 LCD 패널 (366) 상의 어두운 영역을 인지하지 못하게 하므로 사용자는 다양한 관측 각도로부터 LCD 패널 (366)의 균일한 조명을 인지할 것이다. 이 직접적인 조명은 직접적인 광원의 세기를 고르게 하고 LCD 패널의 관측 평면 아래의 개체의 선명한 관측을 방해하는 확산층 (365)에 의해 확산된다.
본 발명이 이를 실시하는 바람직한 형태 및 그 수정예와 관련하여 설명되었지만, 당해 기술분야의 당업자들은 본 발명에 대해 다음의 청구범위 내에서 많은 다른 수정이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상기 설명에 의해 한정되는 것이 아니라, 전적으로 다음의 청구범위를 참조하여 결정되어야 한다.

Claims (20)

  1. 이미지를 디스플레이하기 위해 인터랙티브 디스플레이 (interactive display)를 조명하고 상기 인터랙티브 디스플레이에 접촉하거나 근접하는 개체를 검출하는 방법에 있어서,
    (a) 상기 인터랙티브 디스플레이의 제 2 표면이 복수의 실질적으로 다른 관측 각도로부터 사용자가 보았을 때 실질적으로 균일한 가시광(visible light)으로 상기 인터랙티브 디스플레이의 제 1 표면을 조명하는 단계 - 상기 제 2 표면은 상기 제 1 표면의 맞은 편에 있음 - ;
    (b) 상기 인터랙티브 디스플레이의 관측 면 아래의 개체의 코히런트(coherent) 이미지가 상기 사용자에 의한 관측으로부터 적어도 부분적으로 잘 보이지 않도록 상기 가시광을 확산시키는 단계; 및
    (c) 상기 인터랙티브 디스플레이의 상기 제 2 표면에 접촉하거나 인접하여 위치한 개체를 검출할 때 사용하기 위한 비가시광(non-visible light)으로 상기 인터랙티브 디스플레이의 상기 제 1 표면을 균일하게 조명하는 단계 - 상기 인터랙티브 디스플레이는 비가시광에 실질적으로 투명하도록 구성됨 -
    를 포함하는 인터랙티브 디스플레이 조명 및 개체 검출 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    가시광으로 상기 인터랙티브 디스플레이의 제 1 표면을 조명하는 상기 단계 는 조명원(illumination source)으로 상기 인터랙티브 디스플레이의 상기 제 1 표면을 직접 조명하는 단계를 포함하는 인터랙티브 디스플레이 조명 및 개체 검출 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    가시광으로 상기 인터랙티브 디스플레이의 제 1 표면을 조명하는 상기 단계는 광 가이드(light guide)와 결합된 조명원 (illumination source)으로 상기 인터랙티브 디스플레이의 상기 제 1 표면을 간접 조명하는 단계를 포함하는 인터랙티브 디스플레이 조명 및 개체 검출 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    비가시광으로 상기 인터랙티브 디스플레이의 상기 제 1 표면을 균일하게 조명하는 상기 단계는, 상기 인터랙티브 디스플레이의 상기 제 1 표면으로부터 상기 제 2 표면으로 통과하고 상기 제 2 표면에 접촉하거나 인접하여 위치한 상기 개체로부터 반사되어 상기 인터랙티브 디스플레이를 통해 다시 상기 제 1 표면으로 통과한 비가시광을 검출하는 단계를 더 포함하는 인터랙티브 디스플레이 조명 및 개체 검출 방법.
  5. 인터랙티브 디스플레이(interactive display) 시스템에 있어서,
    (a) 인터랙티브 디스플레이 하우징(housing);
    (b) 이미지를 디스플레이하도록 구성된 평판 디스플레이 (FPD: flat panel display);
    (c) 광 확산층 (light diffusing layer);
    (d) 상기 FPD를 가시광으로 실질적으로 균일하게 조명하도록 구성된 조명 시스템;
    (e) 상기 FPD를 통과한 비가시광으로 상기 FPD에 인접한 개체를 조명하기 위한 비가시광 조명 시스템; 및
    (f) 상기 FPD에 인접한 상기 개체로부터 반사된 비가시광을 검출하기 위한 센서
    를 포함하는 인터랙티브 디스플레이 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 조명 시스템은 상기 FPD를 직접 조명하도록 구성된 적어도 하나의 가시광원을 포함하는 인터랙티브 디스플레이 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 조명 시스템은 상기 인터랙티브 디스플레이 하우징 내에 주요부를 포함하고, 상기 주요부는,
    (a) 적어도 하나의 가시광원을 포함하는 광 가이드 어셈블리;
    (b) 적어도 하나의 광 확산기 (light diffuser); 및
    (c) 가시광을 반사하는 백플레인(backplane)
    을 포함하는 인터랙티브 디스플레이 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 광 확산기는 상기 FPD에 균일한 조명을 제공하기 위해 상기 광 가이드로부터 방사된 가시광을 제어하도록 구성된 프레넬(Fresnel) 렌즈인 인터랙티브 디스플레이 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 광 가이드 어셈블리는,
    (a) 아크릴 시트; 및
    (b) 형광관(fluorescent tube)으로부터 방사된 광이 상기 아크릴 시트에 의해 가이드되도록 상기 아크릴 시트의 가장자리를 따라 위치한 LED 및 형광관 중 적어도 하나
    를 포함하는 인터랙티브 디스플레이 시스템.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 조명 시스템은 상기 FPD에 바로 인접하여 위치하는 인터랙티브 디스플레이 시스템.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 조명 시스템은 상기 FPD로부터 실질적으로 이격되는 인터랙티브 디스플레이 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    주요부 표면 영역은, 상기 FPD의 조명이 사용자에 의한 복수의 관측 각도로부터 관측될 때 상기 FPD의 조명이 실질적으로 균일하도록 FPD 표면 영역보다 실질적으로 더 큰 인터랙티브 디스플레이 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 조명 시스템은 가시광을 반사하고 상기 주요부에 수직으로 위치하여 상기 주요부로부터 상기 사용자 인터페이스 표면까지 연장하는 측면부를 더 포함하여 상기 FPD의 조명이 사용자에 의한 복수의 관측 각도로부터 보았을 때 실질적으로 균일하도록 상기 FPD 및 상기 사용자 인터페이스 표면과 함께 폐(closed) 조명 시스템을 형성하는 인터랙티브 디스플레이 시스템.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 조명 시스템의 상기 주요부는 연속적인 표면이 상기 주요부의 중심점으로부터 상기 사용자 인터페이스 표면으로 연장하여 형성되도록 실질적으로 곡선형이고 이에 의해 사용자에 의한 복수의 관측 각도로부터 보았을 때 상기 FPD의 조명 이 실질적으로 균일하도록 상기 FPD 및 사용자 인터페이스 표면과 함께 폐 조명 시스템을 형성하는 인터랙티브 디스플레이 시스템.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 조명 시스템은, 사용자에 의한 복수의 관측 각도로부터 보았을 때 상기 FPD의 조명이 실질적으로 균일하도록 상기 FPD와 함께 폐 조명 시스템을 형성하기 위하여 상기 주요부에 실질적으로 수직으로 위치하고 상기 주요부로부터 상기 사용자 인터페이스 표면으로 연장하는 조명되는 측면부를 더 포함하고,
    상기 조명되는 측면부 각각은 조명되는 광 가이드, 적어도 하나의 광 확산기, 및 반사 백플레인을 포함하는 인터랙티브 디스플레이 시스템.
  16. 제 5 항에 있어서,
    비가시광 조명 시스템은, 적외선 조명으로 상기 인터랙티브 디스플레이 표면을 조명하기 위한 상기 인터랙티브 디스플레이 하우징 내에 위치한 복수의 적외선 광원을 포함하고,
    비가시광을 검출하기 위한 상기 센서는 적외선 조명에 민감한 디지털 카메라를 포함하는 인터랙티브 디스플레이 시스템.
  17. 인터랙티브 디스플레이 시스템에 있어서,
    (a) 인터랙티브 디스플레이 섀시(chassis)와 상기 섀시에 결합된 사용자 인 터페이스 표면을 포함하는 인터랙티브 디스플레이 하우징;
    (b) 상기 인터랙티브 디스플레이 하우징의 상기 사용자 인터페이스 표면에 결합된 액정 디스플레이 (LCD: liquid crystal display) 패널;
    (c) 상기 LCD 패널에 결합된 광 확산층;
    (d) 상기 인터랙티브 디스플레이 하우징 내에 위치하고 가시광으로 상기 LCD 패널을 실질적으로 균일하게 조명하도록 구성된 조명 시스템; 및
    (e) 상기 LCD 패널을 통과하고, 상기 사용자 인터페이스 표면에 인접하여 배치된 개체로부터 반사되고, 상기 LCD 패널을 다시 통과하고, 상기 인터랙티브 디스플레이 하우징 내에서 검출된 비가시광에 응답하여 상기 개체를 감지하기 위한 사용자 입력 검출 시스템
    을 포함하는 인터랙티브 디스플레이 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 조명 시스템은 상기 인터랙티브 디스플레이 하우징 내에서 상기 LCD 패널의 바닥 LCD 표면을 직접 조명하도록 구성된 적어도 하나의 광원을 포함하는 인터랙티브 디스플레이 시스템.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 조명 시스템의 적어도 일부는 상기 LCD 패널로부터 이격되고,
    (a) 가시광으로 광 가이드의 적어도 한 쪽 끝을 조명하도록 구성된 광원을 갖는 광 가이드;
    (b) 적어도 하나의 프레넬 렌즈;
    (c) 적어도 하나의 광 확산기; 및
    (d) 가시광을 실질적으로 반사하는 백플레인을 포함하는 인터랙티브 디스플레이 시스템.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 조명 시스템은 상기 LCD 패널에 실질적으로 인접하여 결합되고,
    (a) 가시광으로 광 가이드의 적어도 한 쪽 끝을 조명하도록 구성된 광원을 갖는 광 가이드;
    (b) 적어도 하나의 프레넬 렌즈;
    (c) 적어도 하나의 광 확산기; 및
    (d) 콜드 미러 (cold mirror)
    를 포함하는 인터랙티브 디스플레이 시스템.
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