KR20090006543A - 광을 이용한 터치 센싱 방법 및 그에 따른 터치패널 장치와시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디스플레이 장치에서의 터치 센싱 시스템에 관한 것으로 특히, 디스플레이 영역에 메트릭스 타입으로 분포하는 광검출 센서를 구비시킨 후 디스플레이 소자로부터 조사되는 빛이 임의의 근접거리에서 반사되는 것을 검출하도록 함으로써 디스플레이 영역내에서의 좌표를 인식하고 이를 기준으로 해당 위치의 프로그램을 로딩 할 수 있도록 하기 위한 광을 이용한 터치 센싱 방법 및 그에 따른 터치패널 장치와 시스템에 관한 것이다.

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Description

광을 이용한 터치 센싱 방법 및 그에 따른 터치패널 장치와 시스템{A SOURCE OF LIGHT TYPE TOUCH SENSING METHOD, TOUCH PANEL AND THE SYSTEM}

본 발명은 디스플레이 장치에서의 터치 센싱 시스템에 관한 것으로 특히, 디스플레이 영역에 메트릭스 타입으로 분포하는 광검출 센서를 구비시킨 후 디스플레이 소자로부터 조사되는 빛이 임의의 근접거리에서 반사되는 것을 검출하도록 함으로써 디스플레이 영역내에서의 좌표를 인식하고 이를 기준으로 해당 위치의 프로그램을 로딩 할 수 있도록 하기 위한 광을 이용한 터치 센싱 방법 및 그에 따른 터치패널 장치와 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 전자통신 기술의 발전을 통해 다양한 전자기기들이 만들어지고 있으며 이러한 기기들은 점차 사용자의 조작 편의성과 더불어 디자인의 수려함을 강조하는 추세에 있으며, 이러한 추세에 따라 강조되는 것은 키보드 혹은 키패드로 대표되던 입력 장치의 다변화이다.

즉, 이러한 입력 장치는 키보드 혹은 키패드 등의 입력 장치를 통한 데이터 처리 과정으로부터 발전하여, 입력장치와 출력장치가 하나로 묶여 사용가능한 터치패널(Touch Panel)의 형태로까지 발전하였는데, 일반적으로 첨부한 도 1에 나타나 있는 바와 같이 터치패널(Touch Panel)은 직접 디스플레이 패널을 터치하여 간단하면서도 오동작이 적고 입력이 가능하고 다른 입력기기 없이 문자 입력이 가능한 입력 장치를 통칭하는 것이다.

첨부한 도 1에서 참조번호 FC는 프론트 글라스를 칭하는 것이며, 참조번호 H는 터치패널의 하우징을 나타내는 것이다.

상기한 터치패널에 의한 검출방식과 구조 및 성능 등에 대해서는 자세히 알려져 있는바, 예컨데 스페이서에 의해 격리되고 눌림에 의해 서로 접촉될 수 있도록 배치되는 두 개의 저항 성분 시트를 합쳐 놓아 구성되는 저항막 방식(Resistive), 정전용량 방식(Capacitive), 초음파 입력 방식, 적외선 입력 방식, 전자유도방식 등이 있다.

이중에서, LCD(Liquid Crystal Display)와의 조합으로 전자수첩, PDA, 휴대용 PC 등 입력기기로서 많이 보급되어 박형, 소형, 경량 또는 저소비전력 등에서 다른 방식에 비해 유리한 설계 방식으로 알려져 있는 저항막 방식은 투명전극(ITO)층이 코팅되어 있는 두 장의 기판을 Dot Spacer를 사이에 두고 투명 전극 층이 서로 마주보게 합착시키는 구조를 이루어져, 손가락이나 펜 등에 의해 상부 기판을 접촉하였을 때 위치 검출을 위한 신호가 인가되며, 하부 기판의 투명 전극층과 접촉되었을 때 전기적 신호를 검출하여 위치를 결정하게 되는 동작 원리를 갖는 것으로, 응답속도와 경제성이 있는 반면에 내구성이 저하되고 파손의 위험이 큰 단점을 갖는다.

한편, 상기 정전용량 방식의 경우 터치화면 센서를 구성하는 SUBSTRATE의 양면에 특수 전도성 금속(TAO; Tin Antimony Oxide) 물질을 코팅 처리하여 투명전극을 형성하고, 일정량의 전류를 유리표면에 흐르게 하는데, Parasitic Capacitance를 통해 사용자가 터치하여 인체내 정전용량을 이용하여 전류의 양이 변경된 부분을 인식하고 크기를 계산하여 위치를 검출하는 원리를 갖는 것이나, 인체의 정전용량을 이용하게 되므로 펜이나 장갑 등을 낀 손에 의해서는 동작이 어려우며 외부환경의 영향을 쉽게 받기 때문에 구조 및 회로의 설계가 어려워 사용상 한계가 있으며, 대형 크기의 디스플레이 패널 제품의 제작에는 상당한 어려움이 존재하고 또한 유리 표면의 긁힘 현상에 취약한 문제점을 내포하고 있다.

또한 상기 초음파 방식의 경우, 압압효과를 응용한 압전소자가 사용되는데, 터치패널 접촉시 발생되는 표면파를 X와 Y 방향으로 교대로 발생시켜 각각의 입력점까지 거리를 파악하여 위치를 결정하게 되는데, 해상도와 광투과율이 높지만 센서의 오염과 액체에 취약한 단점이 있다.

아울러, 상기한 적외선 방식의 경우 발광소자와 수광소자가 패널 주위에 다수 배치하여 메트릭스를 만드는 구조로, 사용자에 의해 광선을 차단하게 되면 그 차단된 부분의 저하되는 출력지점의 X,Y 좌표를 얻어 입력좌표를 판단하는 원리로, 오버레이를 사용하지 않아 광 투과율이 높으며 외부충격이나 긁힘에 대한 강한 내구성을 갖고 있으나, 부피가 크고 적외선을 이용한 모니터의 경우 부정확한 터치에 대해서는 식별성이 저하되고, 응답속도 또한 느린 단점이 있다.

따라서 상기한 각 터치방식은 각각의 특성 및 단점으로 인하여 터치영역의 크기 등에 따라 이에 선택되는 각 터치방식에 의한 구현에 국한되어져 용도별 제작 및 적용 가능 기술에 대한 제한으로 인하여 동일 시스템을 구성하기가 곤란한 문제점이 있다.

한편, 이외에도 박막트랜지스터형 광 감지센서(Thin film transistor type photo-sensor)가 개시되고 있다.

이와 같은 박막트랜지스터형 광 감지센서는 센서부와 충전부와 스위치부 및 윈도우를 포함하고 있는데, 상기 센서부와 스위치부가 박막트랜지스터로 구성되고 있다.

여기서, 상기 센서부는 광원으로부터 윈도우를 통과하여 피사체에 반사된 빛을 감지하여 광 전류(photo current)를 발생하는 수단이고, 상기 충전부는 상기 센서부에서 발생된 전류를 전하의 형태로 저장하는 수단이며, 상기 스위치부를 형성하는 스위치-박막트랜지스터는 외부의 구동IC와 연동하여 제어신호에 따라 상기 충전부에 저장된 전하를 선택적으로 외부로 방출하는 수단을 말한다.

따라서 상기 센서-박막트랜지스터에서 광전류를 발생하는 직접적 수단이 되는 액티브층(active layer ; 반도체층)은 빛에 민감하고 광전변환이 활발하게 이루어지는 물질을 사용하여야 하는데, 센서부의 센서-박막트랜지스터와 스위치부의 스위치-박막트랜지스터는 같은 구성을 가짐으로 인하여 거의 동시에 패터닝되어 형성되고 있는데, 백라이트에 의해 조사된 빛에 의해 상기 스위치-액티브층(반도체층)에서 광전변환이 발생하게 된다.

이로 인해 발생된 광전류는 리퀴지 전류로서 스위치 동작특성을 저하시키는 원인이 된다.

이를 방지하기 위해선, 스위치-액티브층(반도체층)에 조사될 수 있는 백라이트의 빛을 차폐하기 위해 상기 스위치-액티브층(반도체층)은 금속전극인 스위치-게이트전극의 면적보다 작게 형성되어야 하므로, 이에 대한 설계에 있어서 상당한 주의를 요하게 되어, 작업상 곤란성이 지적되고 있다.

또한, 상술한 터치패널이나 광센서에 의해 응답하는 구조를 갖는 박막트랜지스터형 광 감지센서 등의 경우, 패널과의 접촉을 통해서 센싱 처리되므로 TFT-LCD 등의 디스플레이 패널 표면으로 도전을 위한 코팅층이 필요함은 물론, 잦은 접촉과정에서 표면이 긁혀지는 스크래칭 현상이 발생되는 등의 문제점이 발생 될 수 있다.

상술한 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 디스플레이 장치에서의 터치 센싱 시스템에 관한 것으로 특히, 디스플레이 영역에 메트릭스 타입으로 분포하는 광검출 센서를 구비시킨 후 디스플레이 소자로부터 조사되는 빛이 임의의 근접거리에서 반사되는 것을 검출하도록 함으로써 디스플레이 영역내에서의 좌표를 인식하고 이를 기준으로 해당 위치의 프로그램을 로딩 할 수 있도록 하기 위한 광을 이용한 터치 센싱 방법 및 그에 따른 터치패널 장치와 시스템을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광원을 이용한 디스플레이 장치에서의 터치 센싱 방법의 특징은, 휘도와 색상을 표현하는 픽셀이 메트릭스 구조로 배열되어 디스플레이 영역을 형성하는 화상부와, 상기 화상부의 전면에 위치하며 상기 화상부를 보호하기 위한 프론트 글라스를 구비하고 있는 디스플레이 소자에 적용되는 터치 센싱 방법에 있어서: 상기 프론트 글라스 또는 화상부의 전면 혹은 배면에 상기 디스플레이 영역내 임의의 영역에 대응하여 광센서를 메트릭스 배열로 배치시키는 제 1과정과; 상기 제 1과정을 통해 배치되어진 상기 광센서에서 상기 프론트 글라스 또는 화상부 측으로 유입되는 빛을 감지하는 제2과정과; 상기 제 2과정을 통해 광센서에서 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호를 발생하는 경우 센싱동작을 수행한 해당 광센서의 메트릭스 배열상의 위치 등을 인식 하는 제 3과정과; 상기 제 2과정을 통해 상기 광센서에서 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호 발생시 해당 광 감지신호의 세기를 임의의 기준 신호의 세기와 비교하여 센싱 동작의 유효성을 판단하는 제 4과정; 및 상기 제 4과정을 통해 유효하다고 판단되는 신호를 비교 분석하여 균일하게 분포되는 센싱 포트를 검출하여 상기 제 3과정을 통해 인식된 센싱 좌표 중 최종적인 메트릭스 배열상의 위치 좌표를 인식하여 전체 디스플레이 영역상의 좌표을 판독하는 제 5과정을 포함하는 데 있다.

또한 본 발명은, 휘도와 색상을 표현하는 픽셀이 메트릭스 구조로 배열되어 디스플레이 영역을 형성하는 화상부와, 상기 화상부의 전면에 위치하며 상기 화상부를 보호하기 위한 프론트 글라스를 구비하고 있는 디스플레이 소자에 적용되는 터치패널에 있어서:

상기 프론트 글라스 또는 화상부의 전면 혹은 배면에 상기 디스플레이 영역내 임의의 영역에 대응하여 메트릭스 배열로 배치되며 상기 프론트 글라스 또는 화상부 측으로 유입되는 빛을 감지하는 광센서와;

상기 광센서에서 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호 발생시 센싱동작을 수행한 해당 광센서의 메트릭스 배열상의 위치 등을 인지하는 센싱검출부; 및

상기 광센서에서 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호 발생시 해당 광 감지신호의 세기를 전기적 신호로 변환하고 이를 임의의 기준 신호의 세기와 비교하여 센싱 동작의 유효성을 판단하는 유효데이터 프로세싱부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치를 제공한다.

또한 본 발명은, 어느 하나의 기술을 이용하여 터치패널을 형성하고, 화상부에 디스플레이되어진 화상 중 해당 터치패널을 통해 터치되었다고 판단되는 영역에 해당되는 프로그램을 로딩하여, 해당 정보를 상기 화상부를 통해 디스플레이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 시스템을 제공한다.

또한 본 발명은, 터치센싱 방식의 지문인식 시스템과, 물체면적인식 시스템 및 홍체인식시스템을 제공한다.

본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방법 및 그에 따른 터치패널 장치와 시스템을 제공하면, 사용자가 직접 TFT-LCD 패널 및 여타의 디스플레이 패널을 터치하거나 또는 터치하지 않고 매우 근접되는 상태에 이르게 되면, 백라이트 유닛의 측면 또는 직하방식, 광센서와 각각 부착될 수 있는 광원 중 선택되는 광원을 이용하여, 광선이 조사 되도록 하되 그 조사되는 일정 주파수 영역대의 광선이 프로그램을 로딩하기 위해 TFT-LCD 패널 및 여타의 디스플레이 패널의 전면측에 근접되는 인체 또는 사물에 반사되어 되돌아오는 유효 광선 및 위치를 검출하여 정확한 위치 및 센싱 검출과정에 의한 프로그램 로딩에 의해 해당 TFT-LCD 패널 및 여타의 디스플레이 패널 측으로 영상, 음성, 이미지 등의 다양한 정보가 디스플레이 되도록 하므로, 사용과정에서 TFT-LCD 패널 및 여타의 디스플레이 패널 표면을 긁거나 훼손시키는 현상을 최대한 배제할 수 있으며, 멀티 터칭 및 특정 모양이나 면적, 지문 등을 센싱할 수 있고, 유효 광선 검출, 해당 위치검출의 응답과정이 빠르게 진행될 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광원을 이용한 디스플레이 장치에서의 터치 센싱 방법의 특징은, 휘도와 색상을 표현하는 픽셀이 메트릭스 구조로 배열되어 디스플레이 영역을 형성하는 화상부와, 상기 화상부의 전면에 위치하며 상기 화상부를 보호하기 위한 프론트 글라스를 구비하고 있는 디스플레이 소자에 적용되는 터치 센싱 방법에 있어서: 상기 프론트 글라스 또는 화상부의 전면 혹은 배면에 상기 디스플레이 영역내 임의의 영역에 대응하여 광센서를 메트릭스 배열로 배치시키는 제 1과정과; 상기 제 1과정을 통해 배치되어진 상기 광센서에서 상기 프론트 글라스 또는 화상부 측으로 유입되는 빛을 감지하는 제2과정과; 상기 제 2과정을 통해 광센서에서 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호를 발생하는 경우 센싱동작을 수행한 해당 광센서의 메트릭스 배열상의 위치 등을 인식하는 제 3과정과; 상기 제 2과정을 통해 상기 광센서에서 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호 발생시 해당 광 감지신호의 세기를 임의의 기준 신호의 세기와 비교하여 센싱 동작의 유효성을 판단하는 제 4과정; 및 상기 제 4과정을 통해 유효하다고 판단되는 신호를 비교 분석하여 균일하게 분포되는 센싱 포트를 검출하여 상기 제 3과정을 통해 인식된 센싱 좌표 중 최종적인 메트릭스 배열상의 위치 좌표를 인식하여 전체 디스플레이 영역상의 좌표을 판독하는 제 5과정을 포함하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광원을 이용한 디스플레이 장치에서의 터치 센싱 방법의 다른 특징은, 휘도와 색상을 표현하는 픽셀이 메트릭스 구조로 배열되어 디스플레이 영역을 형성하는 화상부와, 상기 화상부의 전면에 위치하며 상기 화상부를 보호하기 위한 프론트 글라스를 구비하고 있는 디스플레이 소자에 적용되는 터치 센싱 방법에 있어서: 상기 화상부와 프론트 글라스 의 측면에 사용자에 의해 미리 설정되는 특정 주파수를 갖는 빛을 조사하는 복수개의 광원을 배치하고, 상기 프론트 글라스 또는 화상부의 전면 혹은 배면에 상기 디스플레이 영역내 임의의 영역에 대응하여 광센서를 메트릭스 배열로 배치시키는 제 1과정과; 상기 제 1과정을 통해 배치되어진 광원에서 조사되어 상기 프론트 글라스의 전방향으로 조사되어진 빛 중 화면터치를 위해 접근하는 물체에 의해 반사되어 상기 프론트 글라스 측으로 역 유입되는 빛을 상기 광센서에서 감지하는 제2과정과; 상기 제 2과정을 통해 광센서에서 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호를 발생하는 경우 센싱동작을 수행한 해당 광센서의 메트릭스 배열상의 위치 등을 인식하는 제 3과정과; 상기 제 2과정을 통해 상기 광센서에서 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호 발생시 해당 광 감지신호의 세기를 임의의 기준 신호의 세기와 비교하여 센싱 동작의 유효성을 판단하는 제 4과정; 및 상기 제 4과정을 통해 유효하다고 판단되는 신호를 비교 분석하여 균일하게 분포되는 센싱 포트를 검출하여 상기 제 3과정을 통해 인식된 센싱 좌표 중 최종적인 메트릭스 배열상의 위치 좌표를 인식하여 전체 디스플레이 영역상의 좌표을 판독하는 제 5과정을 포함하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광원을 이용한 디스플레이 장치에서의 터치 센싱 방법의 또 다른 특징은, 휘도와 색상을 표현하는 픽셀이 메트릭스 구조로 배열되어 디스플레이 영역을 형성하는 화상부와, 상기 화상부의 전면에 위치하며 상기 화상부를 보호하기 위한 프론트 글라스를 구비하고 있는 디스플레이 소자에 적용되는 터치 센싱 방법에 있어서: 상기 프론트 글라스 또는 화상부의 전면 혹은 배면에 상기 디스플레이 영역내 임의의 영역에 대응하여 광센서와 특정 주파수를 갖는 빛을 조사하는 광원을 메트릭스 배열로 배치시키는 제 1과정과; 상기 제 1과정을 통해 배치되어진 광원에서 조사되어 상기 프론트 글라스의 전방향으로 조사되어진 빛 중 화면터치를 위해 접근하는 물체에 의해 반사되어 상기 프론트 글라스 또는 화상부측으로 역 유입되는 빛을 상기 광센서에서 감지하는 제2과정과; 상기 제 2과정을 통해 광센서에서 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호를 발생하는 경우 센싱동작을 수행한 해당 광센서의 메트릭스 배열상의 위치 등을 인식하는 제 3과정과; 상기 제 2과정을 통해 상기 광센서에서 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호 발생시 해당 광 감지신호의 세기를 임의의 기준 신호의 세기와 비교하여 센싱 동작의 유효성을 판단하는 제 4과정; 및 상기 제 4과정을 통해 유효하다고 판단되는 신호를 비교 분석하여 균일하게 분포되는 센싱 포트를 검출하여 상기 제 3과정을 통해 인식된 센싱 좌표 중 최종적인 메트릭스 배열상의 위치 좌표를 인식하여 전체 디스플레이 영역상의 좌표을 판독하는 제 5과정을 포함하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광원을 이용한 디스플레이 장치에서의 터치 센싱 방법의 부가적인 특징은, 상기 프론트 글라스에 증착된 광원 및 광센서를 가지는 장치(모니터)는 센싱 영역 및 선형적인 응답 등의 특성 값을 얻기 위해 칼리브레이션 작업등을 수행하는 데이터 처리과정을 더 포함하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광원을 이용한 디스플레이 장치에서의 터치 센싱 방법의 또 다른 특징은, 백라이트 유닛과, 상기 백라이트 유닛의 전면에 위치하며 상기 백라이트 유닛에서 조사되는 빛의 투과량을 제어하여 휘도와 색상을 표현하는 픽셀이 메트릭스 구조로 배열되어 디스플레이 영역을 형성하는 화상부와, 상기 화상부의 전면에 위치하며 상기 화상부를 보호하기 위한 프론트 글라스를 구비하고 있는 디스플레이 소자에 적용되는 터치 센싱 방법에 있어서: 상기 백라이트 유닛 측면 및 배면 주변에 사용자에 의해 미리 설정되는 특정 주파수를 갖는 빛을 조사하는 광원을 배치하고, 상기 프론트 글라스 또는 화상부의 전면 혹은 배면에 상기 디스플레이 영역내 임의의 영역에 대응하여 광센서를 메트릭스 배열로 배치시키는 제 1과정과; 상기 제 1과정을 통해 배치되어진 광원에서 조사되어 상기 프론트 글라스의 전방향으로 조사되어진 빛 중 화면터치를 위해 접근하는 물체에 의해 반사되어 상기 프론트 글라스 또는 화상부측으로 역 유입되는 빛을 상기 광센서에서 감지하는 제2과정과; 상기 제 2과정을 통해 광센서에서 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호를 발생하는 경우 센싱동작을 수행한 해당 광센서의 메트릭스 배열상의 위치 등을 인식하는 제 3과정과; 상기 제 2과정을 통해 상 기 광센서에서 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호 발생시 해당 광 감지신호의 세기를 임의의 기준 신호의 세기와 비교하여 센싱 동작의 유효성을 판단하는 제 4과정; 및 상기 제 4과정을 통해 유효하다고 판단되는 신호를 비교 분석하여 균일하게 분포되는 센싱 포트를 검출하여 상기 제 3과정을 통해 인식된 센싱 좌표 중 최종적인 메트릭스 배열상의 위치 좌표를 인식하여 전체 디스플레이 영역상의 좌표을 판독하는 제 5과정을 포함하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광원을 이용한 디스플레이 장치에서의 터치 센싱 방법의 또 다른 특징은, 백라이트 유닛과, 상기 백라이트 유닛의 전면에 위치하며 상기 백라이트 유닛에서 조사되는 빛의 투과량을 제어하여 휘도와 색상을 표현하는 픽셀이 메트릭스 구조로 배열되어 디스플레이 영역을 형성하는 화상부와, 상기 화상부의 전면에 위치하며 상기 화상부를 보호하기 위한 프론트 글라스를 구비하고 있는 디스플레이 소자에 적용되는 터치 센싱 방법에 있어서: 상기 프론트 글라스 또는 화상부의 전면 혹은 배면에 상기 디스플레이 영역내 임의의 영역에 대응하여 광센서와 사용자에 의해 미리 설정되는 특정 주파수를 갖는 빛을 조사하는 광원을 하나 또는 복수개 메트릭스 배열로 배치시키는 제 1과정과; 상기 제 1과정을 통해 배치되어진 광원에서 조사되어 상기 프론트 글라스의 전방향으로 조사되어진 빛 중 화면터치를 위해 접근하는 물체에 의해 반사되어 상기 프론트 글라스 또는 화상부측으로 역 유입되는 빛을 상기 광센서에서 감지하는 제2과정과; 상기 제 2과정을 통해 광센서에서 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호를 발생하는 경우 센싱동작을 수행한 해당 광센서의 메트릭스 배열상의 위치 등을 인식 하는 제 3과정과; 상기 제 2과정을 통해 상기 광센서에서 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호 발생시 해당 광 감지신호의 세기를 임의의 기준 신호의 세기와 비교하여 센싱 동작의 유효성을 판단하는 제 4과정; 및 상기 제 4과정을 통해 유효하다고 판단되는 신호를 비교 분석하여 균일하게 분포되는 센싱 포트를 검출하여 상기 제 3과정을 통해 인식된 센싱 좌표 중 최종적인 메트릭스 배열상의 위치 좌표를 인식하여 전체 디스플레이 영역상의 좌표을 판독하는 제 5과정을 포함하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광원을 이용한 디스플레이 장치에서의 터치 센싱 방법의 부가적인 특징은, 상기 화상부의 전면 혹은 배면에 증착된 광원 및 광센서를 가지는 장치(모니터)는 패널의 사이즈에 맞게 광원 및 광센서가 균일한 메트릭스로 형성되어 있으므로 선형적인 응답 등의 특성 값을 얻기 위한 칼리브레이션 작업등을 수행하지 않는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치의 특징은, 휘도와 색상을 표현하는 픽셀이 메트릭스 구조로 배열되어 디스플레이 영역을 형성하는 화상부와, 상기 화상부의 전면에 위치하며 상기 화상부를 보호하기 위한 프론트 글라스를 구비하고 있는 디스플레이 소자에 적용되는 터치패널에 있어서: 상기 프론트 글라스 또는 화상부의 전면 혹은 배면에 상기 디스플레이 영역내 임의의 영역에 대응하여 메트릭스 배열로 배치되며 상기 프론트 글라스 또는 화상부측으로 유입되는 빛을 감지하는 광센서와; 상기 광센서에서 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호 발생시 센싱동작을 수행한 해당 광 센서의 메트릭스 배열상의 위치 등을 인지하는 센싱검출부; 및 상기 광센서에서 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호 발생시 해당 광 감지신호의 세기를 전기적 신호로 변환하고 이를 임의의 기준 신호의 세기와 비교하여 센싱 동작의 유효성을 판단하는 유효데이터 프로세싱부를 포함하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치의 부가적인 특징은, 상기 광센서는 외부의 제어신호에 의해 일정주기 마다 온 동작할 수 있으며, 온 동작 시점에 한하여 감지동작을 수행하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치의 부가적인 다른 특징은, 상기 광센서의 메트릭스 배열이 전체 디스플레이 영역 중 일부의 영역에 한하여 대응하여 형성되는 경우, 상기 센싱검출부와 데이터 프로세싱부의 데이터 처리결과를 입력받아 유효하다고 판단되는 광 감지신호를 발생시킨 광센서의 좌표에 대응하는 전체 디스플레이 영역상의 좌표값으로 변환하여 출력하는 좌표변환 처리부를 더 포함하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치의 부가적인 또 다른 특징은, 상기 광센서는 상기 프론트 글라스 또는 화상부의 전면 또는 배면에 반투명 또는 투명 매트릭스 패턴으로 증착되어 형성되는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치의 부가적인 또 다른 특징은, 상기 광센서는 인체에서 발생되 는 특정 주파수(적외선등)만을 센싱 할 수 있도록 하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치의 부가적인 또 다른 특징은, 상기 광센서는 레이저 포인터에서 발생되는 광신호만을 센싱 할 수 있도록 하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치의 부가적인 또 다른 특징은, 상기 광센서는 상기 프론트 글라스 또는 화상부의 전면으로 조사되어진 빛 중 화면터치를 위해 접근하는 물체에 의해 반사되어 상기 프론트 글라스 측으로 역 유입되는 특정 주파수의 빛만을 감지하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치의 부가적인 또 다른 특징은, 상기 광센서와 센싱검출부 및 유효데이터 프로세싱부를 제어하여 광센서의 Threshold Input값을 사용자 및 프로그램에 의해 설정할 수 가 있어 터치 인식거리를 임의로 조정할 수 있는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치의 다른 특징은, 휘도와 색상을 표현하는 픽셀이 메트릭스 구조로 배열되어 디스플레이 영역을 형성하는 화상부와, 상기 화상부의 전면에 위치하며 상기 화상부를 보호하기 위한 프론트 글라스를 구비하고 있는 디스플레이 소자에 적용되는 터치패널에 있어서: 특정 주파수를 갖는 빛을 조사하는 광원과; 상기 프론트 글라스 또는 화상부의 전면 혹은 배면에 상기 디스플레이 영역내 임의의 영역에 대응하여 메트릭스 배열로 배치되며 상기 광원에서 조사되어 상기 프론트 글라스의 전방향으로 조사되어진 빛 중 화면터치를 위해 접근하는 물체에 의해 반사되어 상기 프론트 글라스 또는 화상부 측으로 역 유입되는 빛을 감지하는 광센서와; 상기 광센서에서 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호 발생시 센싱동작을 수행한 해당 광센서의 메트릭스 배열상의 위치 등을 인지하는 센싱검출부; 및 상기 광센서에서 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호 발생시 해당 광 감지신호의 세기를 전기적 신호로 변환하고 이를 임의의 기준 신호의 세기와 비교하여 센싱 동작의 유효성을 판단하는 유효데이터 프로세싱부를 포함하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치의 부가적인 특징은, 상기 광원이 상기 화상부와 프론트 글라스 측면에 배치되는 경우 상기 화상부의 전면에 화상부의 픽셀에서 발광되는 빛의 진행경로를 차단하지 않으면서 상기 광원의 조사 광을 상기 프론트 글라스 전면으로 조사되도록 하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치의 부가적인 다른 특징은, 상기 광센서는 상기 프론트 글라스 또는 화상부의 전면 또는 배면에 반투명 또는 투명 매트릭스 패턴으로 증착되어 형성되는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치의 부가적인 또 다른 특징은, 상기 광원이 상기 광센서와 함께 상기 프론트 글라스 또는 화상부의 전면 또는 배면에 반투명 또는 투명 매트릭스 패턴으로 증착되어 형성되는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치의 부가적인 또 다른 특징은, 상기 광원과 광센서는 외부의 제어신호에 의해 일정주기 마다 온 동작할 수 있으며, 온 동작 시점에 한하여 상기 광센서가 감지동작을 수행하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치의 부가적인 또 다른 특징은, 상기 광센서의 메트릭스 배열이 전체 디스플레이 영역 중 일부의 영역에 한하여 대응하여 형성되는 경우, 상기 센싱검출부와 데이터 프로세싱부의 데이터 처리결과를 입력받아 유효하다고 판단되는 광 감지신호를 발생시킨 광센서의 좌표에 대응하는 전체 디스플레이 영역상의 좌표값으로 변환하여 출력하는 좌표변환 처리부를 더 포함하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치의 부가적인 또 다른 특징은, 상기 광센서와 센싱검출부 및 유효데이터 프로세싱부를 제어하여 광센서의 Threshold Input값을 사용자 및 프로그램에 의해 설정할 수 가 있어 터치 인식거리를 임의로 조정할 수 있는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치의 부가적인 또 다른 특징은, 상기 광원의 파장은 모든 영역대의 주파수를 사용할 수 있으며, 일반적으로 사용되는 근적외선 이외의 주파수를 가지는 적외선을 사용할 수 있는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치의 부가적인 또 다른 특징은, 상기 광원이 발광하는 빛의 특 정 주파수와 유사 주파수를 가질 수 있는 태양광 및 실내광 등으로부터 일어날 수 있는 센싱 에러를 방지하기 위해 상기 광원에서 발생되는 빛에 일정 코드를 신장하도록 하는 코드신장부를 더 포함하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치의 또 다른 특징은, 백라이트 유닛과, 상기 백라이트 유닛의 전면에 위치하며 상기 백라이트 유닛에서 조사되는 빛의 투과량을 제어하여 휘도와 색상을 표현하는 픽셀이 메트릭스 구조로 배열되어 디스플레이 영역을 형성하는 화상부와, 상기 화상부의 전면에 위치하며 상기 화상부를 보호하기 위한 프론트 글라스를 구비하고 있는 디스플레이 소자에 적용되는 터치패널에 있어서: 특정 주파수를 갖는 빛을 조사하는 광원과; 상기 프론트 글라스 또는 화상부의 전면 혹은 배면에 상기 디스플레이 영역내 임의의 영역에 대응하여 메트릭스 배열로 배치되며 상기 광원에서 조사되어 상기 프론트 글라스의 전방향으로 조사되어진 빛 중 화면터치를 위해 접근하는 물체에 의해 반사되어 상기 프론트 글라스 측으로 역 유입되는 빛을 감지하는 광센서와; 상기 광센서에서 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호 발생시 센싱동작을 수행한 해당 광센서의 메트릭스 배열상의 위치 등을 인지하는 센싱검출부; 및 상기 광센서에서 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호 발생시 해당 광 감지신호의 세기를 전기적 신호로 변환하고 이를 임의의 기준 신호의 세기와 비교하여 센싱 동작의 유효성을 판단하는 유효데이터 프로세싱부를 포함하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치의 부가적인 특징은, 상기 광원이 상기 백라이트 유닛 주변에 배치되는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치의 부가적인 다른 특징은, 상기 광센서는 상기 프론트 글라스 또는 화상부의 전면 혹은 배면에 반투명 또는 투명 매트릭스 패턴으로 증착되어 형성되는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치의 부가적인 또 다른 특징은, 상기 광원이 상기 광센서와 함께 상기 프론트 글라스 또는 화상부의 전면 또는 배면에 반투명 또는 투명 매트릭스 패턴으로 증착되어 형성되는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치의 부가적인 또 다른 특징은, 상기 광원과 광센서는 외부의 제어신호에 의해 일정주기 마다 온 동작하며, 온 동작 시점에 한하여 상기 광센서가 감지동작을 수행하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치의 부가적인 또 다른 특징은, 상기 광센서의 메트릭스 배열이 전체 디스플레이 영역 중 일부의 영역에 한하여 대응하여 형성되는 경우, 상기 센싱검출부와 데이터 프로세싱부의 데이터 처리결과를 입력받아 유효하다고 판단되는 광 감지신호를 발생시킨 광센서의 좌표에 대응하는 전체 디스플레이 영역상의 좌표값으로 변환하여 출력하는 좌표변환 처리부를 더 포함하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치의 부가적인 또 다른 특징은, 상기 광센서와 센싱검출부 및 유효데이터 프로세싱부를 제어하여 광센서의 Threshold Input값을 사용자 및 프로그램에 의해 설정할 수 가 있어 터치 인식거리를 임의로 조정할 수 있는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치의 부가적인 또 다른 특징은, 상기 광원의 파장은 모든 영역대의 주파수를 사용할 수 있으며, 일반적으로 사용되는 근적외선 이외의 주파수를 가지는 적외선을 사용할 수 있는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치의 부가적인 또 다른 특징은, 상기 광원이 발광하는 빛의 특정 주파수와 유사 주파수를 가질 수 있는 태양광 및 실내광 등으로부터 일어날 수 있는 센싱 에러를 방지하기 위해 상기 광원에서 발생되는 빛에 일정 코드를 신장하도록 하는 코드신장부를 더 포함하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치의 부가적인 또 다른 특징은, 상기 백라이트 유닛의 광원과 터치 검출을 위한 상기 광원의 주파수 영역대를 서로 달리 하며 조사되도록 하여, 터치 기능과 화면디스플레이 표시 기능의 상호 간섭 작용이 배제되도록 하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치의 부가적인 또 다른 특징은, 상기 백라이트유닛의 발광시간 과 상기 화상부 화면에서의 터치 작동시 발광시간을 상호 다르게 하여 상기 백라이트유닛 광원과 터치센싱을 위한 상기 광원간 상호 간섭 작용이 배제되도록 하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치의 부가적인 또 다른 특징은, 상기 화상부 화면 프레임 전체 주파수 중 화질에 영향을 미치지 않는 범위내에서 하나 또는 복수개 프레임을 상기 광원이 조사되는 동작영역으로 할당하여, 상기 동작영역 범위내에서는 상기 광원이 활성화되고, 가시광선 영역을 갖는 상기 백라이트유닛은 비활성화되어, 상기 광원의 활성화되는 동작영역을 통해 조사되는 광에 의해 재반사되는 것을 유효광으로 인식하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치의 부가적인 또 다른 특징은, 전체 프레임 중 해당되는 하나의 프레임의 주파수는, 예를 들어 60프레임으로 구성된 화면에서의 1초당 60 Hz를 기준으로 하고, 상기 백라이트유닛에서는 1프레임부터 59프레임까지 활성화되고 나머지 1프레임의 구간이 상기 광원의 동작영역으로 할당되도록 하는 것을 더 포함하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치의 부가적인 또 다른 특징은, 상기 광원이 활성화되는 동작영역의 나머지 1프레임은 전체 프레임에서 의 각 픽셀이 순차적 온(ON)되는 구간을 거친 후, 최초 픽셀로 리플레쉬되는 순간에 해당되는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 시스템의 특징은, 상술한 방법과 장치의 기술을 적용하여 터치패널을 형성하고, 화상부에 디스플레이되어진 화상 중 해당 터치패널을 통해 터치되었다고 판단되는 영역에 해당되는 프로그램을 로딩하여, 해당 정보를 상기 화상부를 통해 디스플레이 되도록 하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식의 지문 인식 시스템의 특징은, 상술한 방법과 장치의 기술을 적용하여 터치패널을 형성하고, 광센서에서 상기 프론트 글라스의 전면으로 조사되어진 빛 중 화면터치를 위해 접근하는 물체에 의해 반사되어 상기 프론트 글라스 측으로 역 유입되는 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호 발생시 일정영역내의 모든 광센서의 감지신호를 취합하여 손가락 등을 터치하였을 때 조사된 빛이 손가락의 지문 융선에 의해 반사되어 되돌아오는 광선의 세기 및 양을 가지고 각각 센싱된 값을 프로그램에서 동일하거나 유사한 값끼리 연결하여 지문영상을 얻어내 지문 인식 센싱으로 사용하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식의 물체면적 인식 시스템의 특징은, 상술한 방법과 장치의 기술을 적용하여 디스플레이 영역 전체에 대해 터치 감지를 수행하는 터치패널을 형성하고, 각각의 독립된 광센서에 의해 임의의 형상을 갖는 물체를 접근시키는 경우 해당 접근 단면의 모양을 유사하게 인식 가능하게 하여 면적을 센싱 입력이 가능하도록 하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식의 홍채 인식 시스템의 특징은, 상술한 방법과 장치의 기술을 적용하여 터치패널을 형성하고, 광센서에서 상기 프론트 글라스의 전면으로 조사되어진 빛 중 안구의 홍채에 반사되어 상기 프론트 글라스 측으로 역 유입되는 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호를 기준으로 특성분석을 통해 안구 홍채의 특성을 감지하도록 하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치 패널 시스템의 특징은, 플론트 글라스를 구비하지 않는 구조를 갖도록 하는데 있다.

본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해, 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 본 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

우선적으로 본 발명에 적용된 기술적 사상을 살펴보면, 일반적으로 디스플레이소자는 크게 CRT(cathode ray tube)나 VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등과 같은 음극선관을 이용한 디스플레이소자와, LCD(liquid crystal display)나 PDLC(polymer dispersed liquid crystal) 등과 같은 후광투사형 디스플레이소자 및 PDP(Plasma Display Panel)나 OLED(organic light-emitting diode)나 FED (field emission display) 등과 같은 자체발광형 디스플레이소자로 그 유형이 구분될 수 있다.

상술한 디스플레이 소자들이 빛을 조사하는 이유는 사물의 시각적 인식은 빛을 통해서 이루어지기 때문이고, 따라서 모든 디스플레이소자 들은 자체적으로 혹은 보조수단을 통해 빛을 조사하게 되는 것이며, 최소한 프로젝션과 같이 스크린의 전면에서 빛을 조사하고 이에 스크린에서 반사되는 반사광을 통하여 시각적으로 인식하는 등의 방식을 사용하게 되는 것이다.

또한, 터치패널은 기본적으로 화상이 표시되는 디스플레이 영역을 좌표화하여 사용자가 해당 좌표 중 어떤 좌표를 선택하는 가를 인식하는 것이며, 이를 위해 전술한 종래의 다양한 방법들을 제시하고 있는 것이다.

이때 빛은 직진성 및 반사성이 뛰어난 특성을 가지고 있으며, 어떤 디스플레이 소자라 하더라도 디스플레이 전체 영역에서는 전방향으로 빛이 조사되고 있고, 화면터치를 위해 물체가 접근하면 해당 물체에 의해 조사되던 빛은 반사되어지게 된다.

따라서 본 발명은 화면터치를 위해 접근하는 물체에 의해 반사되는 빛을 디스플레이 영역의 좌표상태로 감지하고 접근하는 물체를 통해 반사되는 빛 중 최고 근접거리에서 반사되는 빛의 영역을 비교하여 인식할 수 있다면 평판형 디스플레이 소자와 평면형 CRT 등의 어떠한 디스플레이 소자를 이용하더라도 터치패널로 사용이 가능하다는 데 착안한 것이다.

또한 이러한 착안에 의해 응용되어진 본 발명은 빔 포인트와 같이 원격 시스템을 이용한 터치가 가능할 수 있을 것으로 기대되며, 지문이나 안구 홍채인식 등의 기술로도 활용이 가능할 것으로 기대된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

첨부한 도 2는 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식을 구현하기 위한 제1실시예로써, 첨부한 도 1의 하우징(H) 내부에 구성되는 것이며, 설명의 용이성을 위해 간략화된 구성을 표현한 것이다.

모든 디스플레이는 휘도와 색상을 표현하는 픽셀(P)이 메트릭스 구조로 배열되어 디스플레이 영역을 형성하는 화상부(참조번호 미부여)를 구비하며, 상기 화상부의 전면에는 상기 화상부를 보호하기 위한 프론트 글라스(FC)를 구비하고 있는 데, 상기 프론트 글라스(FC)는 경우에 따라서는 상기 화상부와 일체로 구현되기도 한다.

첨부한 도 2에 나타나 있는 구성을 간략히 살펴보면, 상기 프론트 글라스 또는 화상부의 전면 혹은 배면에 상기 디스플레이 영역내 임의의 영역에 대응하여 메트릭스 배열로 배치되며 상기 프론트 글라스 측으로 유입되는 빛을 감지하는 광센서(113)와, 상기 광센서(113)에서 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호 발생시 센싱동작을 수행한 해당 광센서의 메트릭스 배열상의 위치 등을 인지하는 센싱검출부(120), 및 상기 광센서(113)에서 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호 발생시 해당 광 감지신호의 세기를 전기적 신호로 변환하고 이를 임의의 기준 신호의 세기와 비교하여 센싱 동작의 유효성을 판단하는 유효데이터 프로세싱부(130)로 구성된다.

첨부한 도 2에 도시되어 있는 실시예의 구성상의 특징은 어떠한 디스플레이 소자에 관계없이 픽셀 자체에서 조사되는 빛이 화면 터치를 위해 접근하는 임의의 물체에 의해 반사되어 디스플레이를 위해 조사되는 빛의 진행경로에 대해 역으로 진입되는 반사광을 감지하여 실질적인 접촉 혹은 비접촉 상태에서도 터치패널로써의 기능을 수행할 수 있을 뿐만 아니라 그 구성이 단순하다는 것이다.

또한, 상술한 도 2의 실시예와 다른 실시예로 첨부한 도 3에 도시되어 있는 구성은, 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식을 구현하기 위한 제2실시예로써, 첨부한 도2에 도시되어 있는 제 1실시예가 화상부의 픽셀(P)에서 조사되는 빛과 유사한 자연광에 의해 오동작하는 것을 방지하거나 픽셀(P)에서 조사되는 빛이 약해서 반사광의 감응력이 저하되는 것을 방지하기 위해 터치 감응을 위한 특정 주파수의 빛을 발생시키는 광원(300)을 별로도 구비하고, 해당 광센서(113A) 역시 상기 광원(300)에서 조사되는 빛에 의해서만 센싱 동작을 수행하도록 특정 주파수로 설정되어 있는 경우의 실시예이다.

첨부한 도 3에서는 픽셀(P)을 도시하지 않았음을 미리 밝혀둔다.

또한, 상술한 도 3의 실시예와 다른 실시예로 첨부한 도 4에 도시되어 있는 구성은, 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식을 구현하기 위한 제3실시예로써, 광원(300)에서 조사되는 빛이 특정 주파수의 빛으로 특화되어 있다 하더라도 그와 유사한 자연광이 존재 할 수도 있으므로 이에 의해 반사광이 아니라 자연광의 유입에 따른 터치 센싱의 오동작을 미연에 방지하기 위해 코드 신장부(310)을 추가로 구비하여 상기 광원(300)에서 조사되는 빛의 주파수에 특정의 코드를 실장시키고 광센서(113B)와 센싱검출부(120) 및 유효데이터 프로세싱(130A)에서는 코드가 실장되어 있는 빛의 유입시에만 동작하도록 하는 경우의 실시예이다.

첨부한 도 4에서는 픽셀(P)을 도시하지 않았음을 미리 밝혀둔다.

또한, 상술한 도 2 내지 도 4의 실시예와 또 다른 실시예로 첨부한 도 5에 도시되어 있는 구성은, 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식을 구현하기 위한 제4실시예로써, 통상적으로 공공시설에 설치되어 있는 터치패널의 경우 대다수가 사람이 직접 인체의 일부를 이용하여 터치하게 됨으로, 반사광을 이용하는 것이 아니라 상술한 실시예에서 구비되었던 광센서를 인체에서 발생되는 특정의 주파수(예, 적외선)를 감지하도록 하는 인체광센서(113C)로 구현하여, 인체의 일부가 화면에 근접함에 따라 일정 기준치 이상의 인체광을 감지하는 경우 이를 화면 터치로 인식하도록 하는 경우의 실시예이다.

첨부한 도 5에서는 픽셀(P)을 도시하지 않았음을 미리 밝혀둔다.

또한, 상기 상술한 도 2 내지 도 5의 실시예와 또 다른 실시예로 첨부한 도 6에 도시되어 있는 구성은, 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식을 구현하기 위한 제5실시예로써, 화면에 물리적인 접촉을 통한 터치를 인식하는 한계를 벋어나고자 하는 실시예이다.

즉, 광센서의 종류를 레이저광센서로 변경하면, 레이저 포인트에서 레이저광을 조사하는 경우 이를 인식할 수 있으며, 이는 화면상의 특정 부위를 이격거리를 갖는 위치에서 원격 터치가 가능하다는 것이다.

이러한 터치 방식의 적용 대상은 노약자나 지체장애자 등을 대상으로 폭넓게 활용가능할 것이며, 양방향 TV등의 활용에서는 TV동작 리모콘 등에 레이저 포인트 를 부가시켜 사용자의 편의성을 극대화 할수 있을 것이다.

첨부한 도 6에서는 픽셀(P)을 도시하지 않았음을 미리 밝혀둔다.

이하, 상술한 실시예들을 실질적으로 적용시킨 경우의 예를 들어 본 발명의 특징 및 그에 따른 동작을 설명하고자 한다.

본 발명은 디스플레이 소자의 유형과 종류에 관계없이 적용가능함을 다시 부연하며, 이하의 설명에서는 LCD타입의 디스플레이 소자를 이용한 경우를 예로 들어 실질적인 설명을 하고자 한다.

또한, 상기 실시예에서는 동일 혹은 유사한 기능을 수행하는 각 구성요소에 각각 차별화된 참조번호를 부여하였으나, 이하에서는 해당 구성의 참조번호를 대표격인 참조번호로 통일하여 사용하는 것임을 미리 밝혀둔다.

첨부한 도 7은 본 발명이 적용되는 디스플레이소자가 LCD인 경우 광원이 TFT기판 측면에 구비되는 것을 도시한 개괄적 구성 예시도이며, 도 8은 본 발명이 적용되는 디스플레이소자가 LCD인 경우 광원이 TFT기판 후방측 즉 직하방식에 의해 구비되는 것을 도시한 개괄적 구성 예시도이고, 도 9는 본 발명이 적용되는 디스플레이소자가 LCD인 경우 광원이 TFT기판 저면에 광센서와 함께 증착되는 것을 도시한 개괄적 구성 예시도이다.

또한, 도 10은 본 발명에 따른 광센서가 증착된 상태를 보인 개괄적 확대 평면 예시도이고, 도 11은 도 10의 광센서와 같은 면에 광원이 증착된 상태를 보인 개괄적 확대 평면 예시도이며, 도 12는 도 10 내지 도 11에 적용될 수 있는 것으로, 광원과 광센서가 각각 글래스의 하면측에 증착된 상태를 도시한 개괄적 분리 단면도이고, 도 13은 도 10 내지 도 11에 적용될 수 있는 것으로, 광원과 광센서가 각각 TFT기판 기판 하면측에 증착되는 상태를 도시한 개괄적 분리 단면도이다.

또한, 도 14는 본 발명에서 터치 센싱의 유효성을 판별하기 위해 광원으로부터 조사되는 광선의 유효영역범위와, 백라이트유닛의 광원으로부터 조사되는 빛의 유효범위를 각각 달리 설정하여, 각각의 동작기간이 구분되도록 한 것을 개괄적으로 도시한 주파수 영역에서의 프레임 동작구역에 대한 일예를 표시한 흐름도이며, 도 15는 패널의 픽셀과 같은 면에 증착되어진 광센서를 도시한 개괄적 확대 평면도이다.

또한, 도 16은 해당 픽셀이 순차적으로 온(On)된 후 마지막 픽셀에서 최초 픽셀로 리플레쉬되는 상태를 개괄적으로 도시한 예시도이며, 도 17은 사용자에 의해 디스플레이 패널측으로 인체나 사물이 근접되어 터칭되어질 때, 패널이 리플레쉬되는 순간 각 픽셀 중 어느 하나의 해당 픽셀에 있게되는 것을 도시한 것으로, 사용자의 인체나 사물이 디스플레이 패널 어느 곳에 위치되더라도 항상 그 영역으로 적어도 한군데 이상의 리플레쉬 픽셀이 존재할 수 있음을 나타내는 가상의 확대 예시도이다.

또한, 도 18은 인체나 사물에 의해 되돌아오는 광선의 유효한 값을 결정하기 위한Threshold Input 값을 설정하는 예시도이며, 도 19는 특정 주파수를 가지는 광원을 유효한 값으로 인식하는데 있어서 주변광원으로부터의 에러를 최소화하기 위한 방안으로 광원에 코드화를 하는 방법을 도시한 예시도이다.

본 발명은 첨부하는 도면에서 보는 바와 같이, TFT-LCD 패널(100)의 구성을 이루는 TFT기판(110) 하면이나 또는 그 상면으로 구비되어지는 글래스(111) 표면에 투광되는 매트릭스를 격자형상으로 패턴 처리하여서 되는 매트릭스패턴(112)의 그 격자간 무수한 교차 지점에 광센서(113)를 각각 구비한다.

이와 같은 광센서(113)는 반투명체 또는 투명체로 이루어지는 것으로서, TFT-LCD 패널(100)을 통해 디스플레이되는 화상의 화질을 저해하지 않는 것이 바람직하다.

이와 같이 구비되는 광센서(113)는 후술하게 되는 광원(300)으로부터 투과되는 광선이 TFT-LCD 패널(100)의 전면부측에 근접된 사물의 일부위에서 재반사되는 광선의 반사 상태를 인식하여, 센싱검출부(120)측으로 그 신호값을 인가할 수 있도록 한다.

한편, 광원(300)의 경우 TFT-LCD 패널(100)을 투과할 수 있도록 적정 주파수를 갖는 광선이 조사 되도록 한다.

이와 같은 광원(300)은 도 7에서 보듯이, TFT-LCD 패널(100)의 구성을 이루는 TFT기판(110)의 측면부에 형성되도록 하여, 그 하측에 구비될 수 있는 반사판(101)에 의해 반사된 후 상기 TFT기판(110)측으로 조사되도록 하거나 또는 광원(300)을 상기 TFT기판(110)의 직하측에 구비하여 직하 조사 방식에 의해 광선이 상기 TFT-LCD 패널(100)을 투과할 수 있도록 한다.

이와 같은 광원(300)은 발광 포토 다이오드나 트랜지스터 등의 반도체를 TFT-LCD 패널(100)의 TFT기판(110)이나 글래스(111) 표면에 반도체 공정에서의 증착과정등을 거쳐 균일하게 형성할 수 있는데, 광출력에 사용되는 광원(300)의 파장 은 모든 영역의 파장대를 사용할 수 있다. 또한 일반적으로 사용되는 근적외선 이외의 주파수 영역을 가지는 적외선을 사용할 수 있음은 물론이다.

이와 같은 광원이나 광센서는 TFT-LCD 패널 제작 과정중 픽셀 형성 과정에서 동일한 절차를 거쳐 같은 면에 형성할 수 있다.

여기서, 광원(300)의 배치 구조를 상기한 구조와는 달리 도 9에서 보는 바와 같이 다수개로 배열 배치되는 각 광센서(113)의 측면으로 각각 광원(300)을 구비하여 광원(300)으로부터 조사되는 광선이 TFT기판(110)을 거쳐 TFT-LCD 패널(100)을 투과한 후 그 전면측에 위치될 수 있는 사물이나 인체 등에 재반사되어 상기 광원(300)의 측면에 구비되는 광센서(113)측으로 수신 가능하도록 구비할 수 있다.

또한, 도 9와 도 11에서와 같이 광원(300)과 광센서(113)가 각각 한조로 구성되도록 하여 글래스(111)의 저면에 패턴 처리되도록 하거나 또는 TFT기판(110)의 저면에 패턴 처리되도록 구성할 수 있다.

도 10 내지 도 11에서의 참조번호 L은 리드선을 의미하고, F는 각 리드선을 커넥팅하기 위한 플렛 케이블 커넥션(Flat cable connection)을 의미한다.

상기한 광원(300)의 배치 구조에 의해 광원(300)으로부터 광선이 조사된 후 TFT-LCD 패널(100)을 투과한 다음 근접 위치되어 있는 인체나 사물 등에 재반사되어, 회귀되는 광선은 도 7 내지 도 9에서와 같이 구현될 수 있다.

예컨데, 광원(300)으로부터 조사되는 광선은 인체 또는 사물에 재반사된 후TFT기판(110)측으로 유도되는데 그 재귀반사되는 광선 중 도면에서 보듯이 가장 인접되는 사물 즉, 인체의 손가락과 반사되는 광선을 "a"라 칭하고, 이로부터 원거리 상에 존재할 수 있는 각종 사물 즉, 각각 TFT-LCD 패널(100)로부터 멀어지는 위치에 따라 재반사되는 광선을 "b", "c"라 칭하였다.

도면에서 보듯이 TFT-LCD 패널(100)측으로 재반사되는 광선 중 상기와 같이 각각의 재반사 위치 즉, TFT-LCD 패널(100)에 가장 근접된 상태에 있게 되는 인체(도면상 손가락)으로부터 재반사되어 되돌아오는 광선 "a"의 세기 및 양이 상대적으로 광선 "b" 및 "c" 보다는 크게 되는바, 후술하게 되는 유효광검출단계에서 상기 광선 "a"만을 유효한 광선으로 인식될 수 있게 된다.

이와 같이 각 예에 의해 구현될 수 있는 광원(300)으로부터 조사되는 광선은 TFT-LCD 패널(100)의 전면측에 프로그램을 실현 디스플레이 될 수 있도록 인체 또는 펜 등이 근접 위치될 때 그 인체 또는 사물에 의해 상술한 바와 같이 무수한 광센서(113) 중 해당 위치로 재반사되어지는 광선을 수신하여 그 데이터 중 센싱검출부(120)에서 상기한 예에서와 같이 광선 "a"를 유효광으로 인식하여 검출되도록 한 다음, 그 유효광의 위치좌표를 추적하게 된다.

이와 같이 상기 센싱검출부(120)에서 추적되는 위치좌표상에서의 유효 프로그램을 로딩하여, 해당 정보가 TFT-LCD 패널(100)을 통해 디스플레이 될 수 있도록 한다.

한편, TFT-LCD 패널(100)에 구비되는 백라이트유닛에 구비되는 광원과, 본 발명에 의해 구현되는 광원(300)이 함께 구비되므로, 양 광원으로부터 조사되는 광선의 구별이 필요하다.

따라서, 백라이트유닛에 구비되는 광원은 기존 가시광선 영역을 갖도록 하여 TFT-LCD 패널(100)의 칼라필터를 통하여 화면상 디스플레이되도록 하고, 본 발명에 의해 적용되는 광원(300)은 터치 검출용 광원으로서 터치 기능이 발현되도록 하되, 상기 백라이트유닛의 광원과 터치 검출용 광원(300)의 주파수 영역대를 서로 달리 하며 조사되도록 하여, 터치 기능과 화면디스플레이 표시 기능의 상호 간섭 작용을 배제하도록 하므로서, 보다 정확한 동작 구현이 가능하도록 하는 것을 그 특징으로 한다.

또한, 화면표시를 위한 가시광선의 광원 즉 백라이트유닛의 광원 발광시간과 화면에서의 터치 작동시 발광시간을 상호 다르게 하여 각 광원으로부터의 상호 간섭 작용이 배제되도록 하므로서 TFT-LCD 패널(100)의 화면상에서의 동작 정확도를 향상시킬 수 있다.

예를 들어, 도 14에서 보는바와 같이 TFT-LCD 패널(100) 화면의 프레임(FRAME) 주파수가 1초당 60 Hz 인 경우, 그 중에서 1개 또는 화면 구성에 지장을 주지 않는 범위내에서 복수개의 프레임(FRAME)을 본 발명에서의 터치 센싱 유무를 확인하기 위한 광원(300)의 동작 영역으로 하고, 그 범위(기간) 중에는 화면으로 각종 정보 등이 디스플레이 되도록 하는 용도로 사용되는 백라이트유닛의 가시광선 영역을 갖는 광원이 오프(Off)되고, TFT-LCD 패널(100)측으로 근접되어 터칭되는 것을 감지하도록 광 조사하게 되는 광원(300)을 온(On) 시키도록 한다.

따라서 도 14에서와 같이 V-Sync 60Hz로 하여 화면 1초당 전체 프레임(Frame) 60으로 기준하였을 경우, 59 프레임(Frame)에 백라이트유닛의 광원에 의해 조사되도록 한 후, 나머지 1프레임의 구간에서 광원(300)의 빛이 조사될 수 있 도록 터치용 광원(300)이 동작 되어 진다.

상기의 설명에서 백라이트유닛의 광원이 59프레임(Frame)의 영역에서만 온(On)되고 나머지 1프레임(Frame)에서는 단락됨과 동시에 터치 센싱을 위한 광원(300)이 그 1프레임(Frame) 구간에서 온(On) 되는 것으로 하고 있는바, 미세한 시간차이에 의한 온/오프에 의해 이루어지므로 본 발명의 설명을 위해 선택된 용어이며 이에 국한되지 않는다.

예를 들어, 백라이트유닛의 광원은 항상 온(On) 상태를유지하면서 도 13 에서와 같이 각 픽셀을 통해TFT-LCD 패널(100)의 드라이브 IC인 T-CON Chip에 의해 영상 정보가 순차적으로 디스플레이되며 외부로 표현되는데 이러한 시간차이는 극히 미세한 차이에 불과하므로 사용자에게는 동시에 디스플레이되는 것으로 인식된다.

단지, 59프레임(Frame) 구간을 거치면서 온(On) 된 후 도 12 에서와 같이 최초 픽셀로 리플레쉬(Refresh)되어지는 순간이 나머지 1프레임(1/60 초)에 해당된다.

이 순간의 1프레임을 통해 광원(300)으로부터 조사되어 터치 인식이 가능하도록 조사되는 광을 광센서(113)에서 유효광으로 인식되도록 하는 것이다.

즉, 도 16에서는 패널이 리플레쉬될 때 각 픽셀이 마치 순차적으로 온(on)되는 것처럼 극대화시켜 도시한 것으로 예컨데, 사용자의 신체 일부가 TFT-LCD 패널(100)에 근접하여 터칭 시킬 때 도면에서의 터치지점(400)에 해당되는 각 픽셀 중 리플레쉬되는 지점이 항상 존재하게 되는데, 그 리플레쉬되는 구간을 통해 조사 되는 광원(300)의 광에 의해 사용자가 TFT-LCD 패널(100)측으로 근접하여 터칭 시키고자 하는 신체 일부에 재반사되어 광센서(113)를 통해 유효광으로 인식될 수 있도록 하는 것이다.

따라서 TFT-LCD 패널(100)의 어느 지점에 사용자가 근접되어 터치지점(400)을 형성하더라도 그 지점에서의 픽셀수는 무수히 존재하게 되고 아울러 해당 픽셀 중 리플레쉬되는 순간의 픽셀이 존재하게 되므로, 그 순간 광원(300)의 빛이 사용자 신체(예를 들어 손가락)에 재반사되어 회귀되는 광이 광센서(113)에 도달하여 그 신호를 유효광으로 인식하게 되는 것이다.

그러므로 백라이트유닛의 광원을 해당 프레임(59프레임)동안 온(On) 되도록 하고 나머지 프레임에 광원(300)의 빛이 조사될 수 있도록 프로그램 제어하거나, 또는 R,G.B 로 되는 픽셀을 통해 영상정보가 디스플레이되어질 때 해당 프레임(59 프레임) 동안 영상정보를 디스플레이한 후 재차 리플레쉬되는 그 순간에 투과되는 광원(300)이 재반사되는 것의 세기 및 양이 상대적으로 크게 되므로 이를 유효광으로 인식하여, 터치 센싱이 가능하도록 하는 것이다.

이와 같은 방식으로 백라이트유닛의 광원과 본 발명에서 구현되는 광원(300)이 1개 또는 복수개의 프레임동안 각각 동작 되어질 때, TFT-LCD패널(100)의 각 픽셀은 도 15에서 보듯이 우측 상단 첫 픽셀부터 순차적으로 ON(본 발명에서 이해의 편의를 위해 온(ON)/오프(OFF)라는 표현을 쓴다) 되어 하나의 프레임을 구성하도록 동작된다.

따라서 패널이 리플레쉬되어 어떤 픽셀이 ON 되었을 때 주변에 증착되는 다 수의 광센서(113)에서 광원(300)으로부터 조사되는 광(光) 중 TFT-LCD 패널(100)측에 근접되어 있는 신체 등의 일부에 재반사되는 유효광이 검출되었는지를 모니터링할 수 있어 정확한 센싱 위치 파악이 가능하고, 태양광이나 실내 조명등으로부터 조사될 수 있는 주변광으로부터의 간섭을 배제하고, 리플레쉬되어 가는 ON된 픽셀이외의 지점에서 터치된 센싱입력등의 에러검출시에도 탁월한 효과를 발휘할 수 있게 된다.

이는 단일 터치 센싱에 있어서 그 탁월한 성능을 발휘할 수 있다.

또한, 도 18과 같이 TFT-LCD 패널 및 타디스플레이 패널에 근접한 인체나 사물에 의해 센싱되어지는 광센서의 Threshold Input값을 사용자 및 프로그램에 의해 설정할 수 가 있으며, 이는 TFT-LCD 패널 및 타디스플레이 패널과의 터치 인식거리를 임의로 조정할 수 있음을 뜻한다.

이와 같이 도 7 내지 도 9에서 각각 센싱되어지는 광선 "a", "b", "c" 의 센싱값을 도 18에서와 같이 Threshold Input값 Vi를 설정함으로써 "a" 값만을 유효값으로 인정하게 설정할 수 있다.

또한, 도 19 와 같이 TFT-LCD 패널 및 타디스플레이 패널에 위치하거나 증착되어 조사되는 적정 주파수를 가지는 광원에 일정 코드를 실어 코드화하여 조사함으로써 유사 주파수를 가질 수 있는 태양광 및 실내광 등과 구별하여 발생할 수 있는 센싱 에러를 원천적으로 구분하여 방지 할 수 있다.

또한, 도 20에서와 같이 TFT-LCD 패널 및 타디스플레이 패널 전체에 메트릭스로 광센서로 증착되어진 패널에 A와 같이 1지점과 2지점에서 동시에 터칭되는 센싱 입력을 동시에 인식할 수 있다. 이는 각각의 독립된 광센서에 의해 멀티 센싱 입력이 가능한 부분이며, B와 같이 임의 모양(손바닥)을 유사한 모양으로 인식이 가능하게 할 수 있고, 전화기 모양과 같은 영역만 광센서를 증착한다면 일정 영역만을 인식하도록 할 수 있어 면적 센싱(아이콘화)뿐 아니라 불필요한 터칭 영역을 배제하는 방법으로도 사용 가능하다.

또한, C와 같이 손가락등을 터치하였을 때 조사된 광원은 손가락의 지문융선에 의해 반사되어 메트릭스로 증착된 광센서로 되돌아오는 광선의 세기 및 양을 가지고 각각 센싱된 값을 프로그램에서 동일하거나 유사한 값끼리 연결하여 지문영상을 얻어낼수 있어 지문 인식 센싱으로도 사용 가능하다.

또한, TFT-LCD 패널 및 타디스플레이 패널에 직접 터치된 순간을 인식하기 위한 방법으로 보조 센서를 추가해 그 기능을 보완하여 사용할 수 있다. 보조센서로는 저항막 방식 센서, 정전용량방식센서, 압전방식센서, 초음파센서, 적외선센서, 진동센서, 나노센서, 위치검출센서, 가속센서, 근접센서, 온도센서, 이미지 센서 등 가능한 모든 센서를 사용할 수 있다.

상기한 구성을 갖는TFT-LCD 패널(100) 및 타디스플레이 패널을 이용하여, 광원을 이용한 디스플레이 장치에서의 터치 센싱 방법에 대하여 설명한다.

먼저, 본 발명의 상기 구성에 의해 구비되는 광원을 이용한 LCD타입의 디스플레이 장치에서 TFT기판(110)의 측면 또는 직하방식이나, 상기 TFT기판(110) 저면 또는 그 상면으로 구비되는 글래스(111) 표면에 증착되는 각각의 광센서(113)에 각각 구비될 수 있는 광원(300)으로부터 광이 출력되는 광출력단계와, 광입력센싱단 계 및 유효광검출단계를 거친 다음 상기 유효광의 위치를 검출하는 위치데이터검출단계를 거쳐 해당 데이터 출력 및 디스플레이단계에 의한 일련의 과정을 거친다.

상기 광출력단계는 상술한 바와 같이, TFT기판(110)의 측면 또는 직하쪽에 구비되거나 또는 상기한 바와 같이 상기 TFT기판(110)이나 그 상면으로 구비되어지는 글래스(111) 배면측에 격자형상으로 패턴 처리되는 매트릭스상으로 배열되는 무수한 광센서(113)의 각 측면에 각각 구비되는 광원(300)으로부터 광선이 조사되도록 한다.

이와 같은 광선은 적정 주파수 영역대를 갖는 광선으로 상기한 각 광센서(113)가 판독 가능한 주파수 영역대에 의해 셋팅 되도록 함은 물론이다.

상기 광입력센싱단계는 상기의 광출력단계의 광원(300)으로부터 조사되는 일정 주파영역대를 갖는 광이 조사된 후, TFT-LCD 패널(100)의 전면측에 위치되는 물체, 즉 TFT-LCD 패널(100)을 직접 터치하거나 터치하지 않으면서도 일정영역 및 거리에 근접하였을 경우 상기 TFT-LCD 패널(100)에 터치한 효과를 가질 수 있도록 근접되는 인체나 또는 펜 등의 사물에 상기 광원(300)으로부터 조사되는 광선이 반사되어 TFT-LCD 패널(100) 측으로 되돌아 오는 광선을 센싱처리하여 입력하는 단계를 의미한다.

이와 같은 광입력센싱단계에서 채택되는 광센서(113)는 본 발명에서 포토센서를 이용하였으며 이와 대체 가능한 센서로의 실시도 가능할 수 있음은 물론이다.

한편, 상기의 포토센서 등으로 되는 광센서(113)를 TFT기판(110)이나 글래스(111) 표면에 반도체 공정에서의 증착 과정등을 거쳐 균일하게 분포 처리하여 상기 인체 나 물체 등으로부터 재반사되는 적정 주파수 영역대를 갖는 광선을 센싱 할 수 있도록 한다.

이와 같이 되돌아오는 광선의 세기나 양은 각각 달라질 수 있는바, 예컨데 TFT-LCD 패널(100)에 가장 근접하면서 터치 센싱 동작을 요구하는 인체 또는 사물에 재반사되는 광선의 세기 및 양과, 상기 터치 센싱 동작을 요구하는 사물로부터 벗어나는 인근 또는 근, 원거리상에 존재하는 다양한 사물 등으로부터 재반사되는 광선의 세기 및 양은 달라질 수 밖에 없다.

즉, 첨부한 도 7 내지 도 9의 경우에서와 같이 적외선 "a"의 세기가 예시한 적외선 "b" 및 "c" 보다는 상대적으로 그 세기 및 양이 크게 된다.

따라서 첨부한 도 7 내지 도 9의 경우에서와 같이 되돌아오는 다양한 광선을 센싱하여 서로 다른 전기적 신호로 변환한 후 데이터프로세싱부(130)측으로 그 신호값을 전달하는 일련의 과정을 거친다.

상기 유효광검출단계는 상기한 바와 같이 TFT-LCD 패널(100)측으로 되돌아 오는 광선을 센싱처리하여 서로 다른 전기적 신호로 변환한 후 데이터프로세싱부(130)측으로 통신되는 신호값을 처리하여 그 신호값 중 유효한 광선을 검출하는 단계를 의미한다.

여기서, 광선이 TFT-LCD 패널(100) 전면측에 근접 위치되는 인체 또는 사물에 반사되어 되돌아와 상기 광센서(113)측에 수신되어지는 신호값을 전기적 신호로 변환한다는 것은, TFT-LCD 패널(100)에 가장 근접하여 터칭되는 인체 또는 사물로부터 재반사되는 광선의 세기 및 양과, 이와는 달리 상기 TFT-LCD 패널(100)로부터 이격될수록 재반사되는 광선의 세기 및 양의 차이가 발생 됨은 물론인바, 본 발명에서는 이와 같이 재반사되어 TFT-LCD 패널(100)측으로 되돌아 오는 광선의 세기 및 양의 차이에 따른 각 영역별 전기신호를 구별, 변환되도록 한다.

이와 같이 회귀 되는 각 광선의 세기 및 양에 따라 상호 각각 다른 전기적 신호로 변환되어, 상술한 바와 같이 그 변환된 신호값은 데이터프로세싱부(130)측으로 데이터 통신 입력된 후 연산 처리되어, 최적의 조건(예를 들면, 수신된 신호값 중 가장 최상의 값을 갖는 조건 또는 신호의 크기)을 갖는 신호값을 추적하여 유효광을 검출하게 된다.

그러므로 첨부한 도 7 내지 도 9의 경우에서의 유효광은 "a"이다.

상기 위치데이터검출단계는 상기한 유효광 검출단계에 의해 검출된 유효광(즉 도면상 "a" 광선)이 수신된 위치를 검출하는 단계를 말한다.

상기의 유효광 검출단계에 의해 유효 범위로 인식된 광선이 검출되면, 그 검출된 신호는 데이터프로세싱부(130)에서 비교 분석하여 균일하게 분포된 포토센서 등으로 구성될 수 있는 광센서(113)의 센싱포트를 검출하여 정확한 좌표상 위치를 계산해 낼 수 있다.

상기 데이터출력 및 디스플레이단계는 상기한 바와 같은 위치데이터검출단계를 거쳐 검출된 정확한 위치 정보는 유무선 통신을 사용한 통신 포트 등을 이용하여 메인보드의 제어부(미도시)측으로 송신되어 내장되는 하드웨어 및 소프트웨어의 연동에 의해 프로그래밍 처리되어 커서와 같은 형태의 이미지가TFT-LCD 패널(100) 및 타디스플레이 패널에 터치된 정확한 위치를 표현하며 해당 영역에서의 정보이미 지를 출력할 수 있게 된다.

이때의 정보이미지는 동영상 또는 이미 설치된 상태의 프로그램을 로딩하여 프로그램 구동에 따라 디스플레이 출력 될 수 있는 정보 등 데이터의 예상 할 수 있는 이미지 또는 동영상, 음성 출력 형태를 의미한다.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

도 1은 일반적인 터치 패널의 외관과 사용방식을 설명하기 위한 예시도

도 2는 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식을 구현하기 위한 제 1실시예시도

도 3은 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식을 구현하기 위한 제 2실시예시도

도 4는 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식을 구현하기 위한 제 3실시예시도

도 5는 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식을 구현하기 위한 제 4실시예시도

도 6은 본 발명에 따른 광을 이용한 터치 센싱 방식을 구현하기 위한 제 5실시예시도

도 7은 본 발명이 적용되는 디스플레이소자가 LCD인 경우 광원이 TFT기판 측면에 구비되는 것을 도시한 개괄적 구성 예시도

도 8은 본 발명이 적용되는 디스플레이소자가 LCD인 경우 광원이 TFT기판 후방측 즉 직하방식에 의해 구비되는 것을 도시한 개괄적 구성 예시도

도 9는 본 발명이 적용되는 디스플레이소자가 LCD인 경우 광원이 TFT기판 저면에 광센서와 함께 증착되는 것을 도시한 개괄적 구성 예시도

도 10은 본 발명에 따른 광센서가 증착된 상태를 보인 개괄적 확대 평면 예시도

도 11은 도 10의 광센서와 같은 면에 광원이 증착된 상태를 보인 개괄적 확대 평면 예시도

도 12는 도 10 내지 도 11에 적용될 수 있는 것으로, 광원과 광센서가 각각 글래스의 하면측에 증착된 상태를 도시한 개괄적 분리 단면도

도 13은 도 10 내지 도 11에 적용될 수 있는 것으로, 광원과 광센서가 각각 TFT기판 기판 하면측에 증착되는 상태를 도시한 개괄적 분리 단면도

도 14는 본 발명에서 터치 센싱의 유효성을 판별하기 위해 광원으로부터 조사되는 광선의 유효영역범위와, 백라이트유닛의 광원으로부터 조사되는 빛의 유효범위를 각각 달리 설정하여, 각각의 동작기간이 구분되도록 한 것을 개괄적으로 도시한 주파수 영역에서의 프레임 동작구역에 대한 일예를 표시한 흐름도

도 15는 패널의 픽셀과 같은 면에 증착되어진 광센서를 도시한 개괄적 확대 평면도

도 16은 해당 픽셀이 순차적으로 온(On)된 후 마지막 픽셀에서 최초 픽셀로 리플레쉬되는 상태를 개괄적으로 도시한 도면

도 17은 사용자에 의해 디스플레이 패널측으로 인체나 사물이 근접되어 터칭되어질 때, 패널이 리플레쉬되는 순간 각 픽셀 중 어느 하나의 해당 픽셀에 있게되는 것을 도시한 것으로, 사용자의 인체나 사물이 디스플레이 패널 어느 곳에 위치되더라도 항상 그 영역으로 적어도 한군데 이상의 리플레쉬 픽셀이 존재할 수 있음을 나타내는 가상의 확대 도면

도 18은 인체나 사물에 의해 되돌아오는 광선의 유효한 값을 결정하기 위한 Threshold Input 값을 설정하는 도면

도 19는 특정 주파수를 가지는 광원을 유효한 값으로 인식하는데 있어서 주변광원으로부터의 에러를 최소화하기 위한 방안으로 광원에 코드화를 하는 방법을 도시한 도면

도 20은 멀티 터치 입력 센싱 및 특정 모양이나 면적 입력 센싱과 지문 센싱에 대한 개괄적 도면

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100; TFT-LCD 패널 101; 반사판

110; TFT기판 111; 글래스

112; 매트릭스패턴 113,113A,113B,113C; 광센서

120; 센싱검출부 130,130A,130B,130D; 유효데이터 프로세싱부

200; 백라이트 유닛 300; 광원

310; 코드 신장부 400; 터치지점

Claims (46)

1. 휘도와 색상을 표현하는 픽셀이 메트릭스 구조로 배열되어 디스플레이 영역을 형성하는 화상부와, 상기 화상부의 전면에 위치하며 상기 화상부를 보호하기 위한 프론트 글라스를 구비하고 있는 디스플레이 소자에 적용되는 터치 센싱 방법에 있어서:

   상기 프론트 글라스의 전면 혹은 배면에 상기 디스플레이 영역내 임의의 영역에 대응하여 광센서를 메트릭스 배열로 배치시키는 제 1과정과;

   상기 제 1과정을 통해 배치되어진 상기 광센서에서 상기 프론트 글라스 측으로 유입되는 빛을 감지하는 제2과정과;

   상기 제 2과정을 통해 광센서에서 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호를 발생하는 경우 센싱동작을 수행한 해당 광센서의 메트릭스 배열상의 위치 등을 인식하는 제 3과정과;

   상기 제 2과정을 통해 상기 광센서에서 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호 발생시 해당 광 감지신호의 세기를 임의의 기준 신호의 세기와 비교하여 센싱 동작의 유효성을 판단하는 제 4과정; 및

   상기 제 4과정을 통해 유효하다고 판단되는 신호를 비교 분석하여 균일하게 분포되는 센싱 포트를 검출하여 상기 제 3과정을 통해 인식된 센싱 좌표 중 최종적인 메트릭스 배열상의 위치 좌표를 인식하여 전체 디스플레이 영역상의 좌표을 판독하는 제 5과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 광원을 이용한 디스플레이 장치에 서의 터치 센싱 방법.
2. 휘도와 색상을 표현하는 픽셀이 메트릭스 구조로 배열되어 디스플레이 영역을 형성하는 화상부와, 상기 화상부의 전면에 위치하며 상기 화상부를 보호하기 위한 프론트 글라스를 구비하고 있는 디스플레이 소자에 적용되는 터치 센싱 방법에 있어서:

   상기 화상부와 프론트 글라스의 측면에 사용자에 의해 미리 설정되는 특정 주파수를 갖는 빛을 조사하는 복수개의 광원을 배치하고, 상기 프론트 글라스 또는 화상부의 전면 혹은 배면에 상기 디스플레이 영역내 임의의 영역에 대응하여 광센서를 메트릭스 배열로 배치시키는 제 1과정과;

   상기 제 1과정을 통해 배치되어진 광원에서 조사되어 상기 프론트 글라스의 전방향으로 조사되어진 빛 중 화면터치를 위해 접근하는 물체에 의해 반사되어 상기 프론트 글라스 또는 화상부측으로 역 유입되는 빛을 상기 광센서에서 감지하는 제2과정과;

   상기 제 2과정을 통해 광센서에서 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호를 발생하는 경우 센싱동작을 수행한 해당 광센서의 메트릭스 배열상의 위치 등을 인식하는 제 3과정과;

   상기 제 2과정을 통해 상기 광센서에서 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호 발생시 해당 광 감지신호의 세기를 임의의 기준 신호의 세기와 비교하여 센 싱 동작의 유효성을 판단하는 제 4과정; 및

   상기 제 4과정을 통해 유효하다고 판단되는 신호를 비교 분석하여 균일하게 분포되는 센싱 포트를 검출하여 상기 제 3과정을 통해 인식된 센싱 좌표 중 최종적인 메트릭스 배열상의 위치 좌표를 인식하여 전체 디스플레이 영역상의 좌표을 판독하는 제 5과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 광원을 이용한 디스플레이 장치에서의 터치 센싱 방법.
3. 휘도와 색상을 표현하는 픽셀이 메트릭스 구조로 배열되어 디스플레이 영역을 형성하는 화상부와, 상기 화상부의 전면에 위치하며 상기 화상부를 보호하기 위한 프론트 글라스를 구비하고 있는 디스플레이 소자에 적용되는 터치 센싱 방법에 있어서:

   상기 프론트 글라스 또는 화상부의 전면 혹은 배면에 상기 디스플레이 영역내 임의의 영역에 대응하여 광센서와 특정 주파수를 갖는 빛을 조사하는 광원을 메트릭스 배열로 배치시키는 제 1과정과;

   상기 제 1과정을 통해 배치되어진 광원에서 조사되어 상기 프론트 글라스의 전방향으로 조사되어진 빛 중 화면터치를 위해 접근하는 물체에 의해 반사되어 상기 프론트 글라스 또는 화상부측으로 역 유입되는 빛을 상기 광센서에서 감지하는 제2과정과;

   상기 제 2과정을 통해 광센서에서 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호 를 발생하는 경우 센싱동작을 수행한 해당 광센서의 메트릭스 배열상의 위치 등을 인식하는 제 3과정과;

   상기 제 2과정을 통해 상기 광센서에서 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호 발생시 해당 광 감지신호의 세기를 임의의 기준 신호의 세기와 비교하여 센싱 동작의 유효성을 판단하는 제 4과정; 및

   상기 제 4과정을 통해 유효하다고 판단되는 신호를 비교 분석하여 균일하게 분포되는 센싱 포트를 검출하여 상기 제 3과정을 통해 인식된 센싱 좌표 중 최종적인 메트릭스 배열상의 위치 좌표를 인식하여 전체 디스플레이 영역상의 좌표을 판독하는 제 5과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 광원을 이용한 디스플레이 장치에서의 터치 센싱 방법.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 프론트 글라스에 증착된 광원 및 광센서를 가지는 장치(모니터)는 센싱 영역 및 선형적인 응답 등의 특성 값을 얻기 위해 칼리브레이션 작업등을 수행하는 데이터 처리과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광원을 이용한 디스플레이 장치에서의 터치 센싱 방법.
5. 백라이트 유닛과, 상기 백라이트 유닛의 전면에 위치하며 상기 백라이트 유 닛에서 조사되는 빛의 투과량을 제어하여 휘도와 색상을 표현하는 픽셀이 메트릭스 구조로 배열되어 디스플레이 영역을 형성하는 화상부와, 상기 화상부의 전면에 위치하며 상기 화상부를 보호하기 위한 프론트 글라스를 구비하고 있는 디스플레이 소자에 적용되는 터치 센싱 방법에 있어서:

   상기 백라이트 유닛 측면 및 배면 주변에 사용자에 의해 미리 설정되는 특정 주파수를 갖는 빛을 조사하는 광원을 배치하고, 상기 프론트 글라스 또는 화상부의 전면 혹은 배면에 상기 디스플레이 영역내 임의의 영역에 대응하여 광센서를 메트릭스 배열로 배치시키는 제 1과정과;

   상기 제 1과정을 통해 배치되어진 광원에서 조사되어 상기 프론트 글라스의 전방향으로 조사되어진 빛 중 화면터치를 위해 접근하는 물체에 의해 반사되어 상기 프론트 글라스 또는 화상부측으로 역 유입되는 빛을 상기 광센서에서 감지하는 제2과정과;

   상기 제 2과정을 통해 광센서에서 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호를 발생하는 경우 센싱동작을 수행한 해당 광센서의 메트릭스 배열상의 위치 등을 인식하는 제 3과정과;

   상기 제 2과정을 통해 상기 광센서에서 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호 발생시 해당 광 감지신호의 세기를 임의의 기준 신호의 세기와 비교하여 센싱 동작의 유효성을 판단하는 제 4과정; 및

   상기 제 4과정을 통해 유효하다고 판단되는 신호를 비교 분석하여 균일하게 분포되는 센싱 포트를 검출하여 상기 제 3과정을 통해 인식된 센싱 좌표 중 최종적 인 메트릭스 배열상의 위치 좌표를 인식하여 전체 디스플레이 영역상의 좌표을 판독하는 제 5과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 광원을 이용한 디스플레이 장치에서의 터치 센싱 방법.
6. 백라이트 유닛과, 상기 백라이트 유닛의 전면에 위치하며 상기 백라이트 유닛에서 조사되는 빛의 투과량을 제어하여 휘도와 색상을 표현하는 픽셀이 메트릭스 구조로 배열되어 디스플레이 영역을 형성하는 화상부와, 상기 화상부의 전면에 위치하며 상기 화상부를 보호하기 위한 프론트 글라스를 구비하고 있는 디스플레이 소자에 적용되는 터치 센싱 방법에 있어서:

   상기 프론트 글라스 또는 화상부의 전면 혹은 배면에 상기 디스플레이 영역내 임의의 영역에 대응하여 광센서와 사용자에 의해 미리 설정되는 특정 주파수를 갖는 빛을 조사하는 광원을 하나 또는 복수개 메트릭스 배열로 배치시키는 제 1과정과;

   상기 제 1과정을 통해 배치되어진 광원에서 조사되어 상기 프론트 글라스의 전방향으로 조사되어진 빛 중 화면터치를 위해 접근하는 물체에 의해 반사되어 상기 프론트 글라스 또는 화상부측으로 역 유입되는 빛을 상기 광센서에서 감지하는 제2과정과;

   상기 제 2과정을 통해 광센서에서 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호를 발생하는 경우 센싱동작을 수행한 해당 광센서의 메트릭스 배열상의 위치 등을 인식하는 제 3과정과;

   상기 제 2과정을 통해 상기 광센서에서 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호 발생시 해당 광 감지신호의 세기를 임의의 기준 신호의 세기와 비교하여 센싱 동작의 유효성을 판단하는 제 4과정; 및

   상기 제 4과정을 통해 유효하다고 판단되는 신호를 비교 분석하여 균일하게 분포되는 센싱 포트를 검출하여 상기 제 3과정을 통해 인식된 센싱 좌표 중 최종적인 메트릭스 배열상의 위치 좌표를 인식하여 전체 디스플레이 영역상의 좌표을 판독하는 제 5과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 광원을 이용한 디스플레이 장치에서의 터치 센싱 방법.
7. 제 5항 또는 제 7항에 있어서,

   상기 화상부의 전면 혹은 배면에 증착된 광원 및 광센서를 가지는 장치(모니터)는 패널의 사이즈에 맞게 광원 및 광센서가 균일한 메트릭스로 형성되어 있으므로 선형적인 응답 등의 특성 값을 얻기 위한 칼리브레이션 작업등을 수행하지 않는 것을 특징으로 하는 광원을 이용한 디스플레이 장치에서의 터치 센싱 방법.
8. 휘도와 색상을 표현하는 픽셀이 메트릭스 구조로 배열되어 디스플레이 영역을 형성하는 화상부와, 상기 화상부의 전면에 위치하며 상기 화상부를 보호하기 위 한 프론트 글라스를 구비하고 있는 디스플레이 소자에 적용되는 터치패널에 있어서:

   상기 프론트 글라스 또는 화상부의 전면 혹은 배면에 상기 디스플레이 영역내 임의의 영역에 대응하여 메트릭스 배열로 배치되며 상기 프론트 글라스 또는 화상부 측으로 유입되는 빛을 감지하는 광센서와;

   상기 광센서에서 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호 발생시 센싱동작을 수행한 해당 광센서의 메트릭스 배열상의 위치 등을 인지하는 센싱검출부; 및

   상기 광센서에서 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호 발생시 해당 광 감지신호의 세기를 전기적 신호로 변환하고 이를 임의의 기준 신호의 세기와 비교하여 센싱 동작의 유효성을 판단하는 유효데이터 프로세싱부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 광센서는 외부의 제어신호에 의해 일정주기 마다 온 동작할 수 있으며, 온 동작 시점에 한하여 감지동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치.
10. 제 8항에 있어서,

    상기 광센서의 메트릭스 배열이 전체 디스플레이 영역 중 일부의 영역에 한하여 대응하여 형성되는 경우, 상기 센싱검출부와 데이터 프로세싱부의 데이터 처리결과를 입력받아 유효하다고 판단되는 광 감지신호를 발생시킨 광센서의 좌표에 대응하는 전체 디스플레이 영역상의 좌표값으로 변환하여 출력하는 좌표변환 처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치.
11. 제 8항에 있어서,

    상기 광센서는 상기 프론트 글라스 또는 화상부의 전면 또는 배면에 반투명 또는 투명 매트릭스 패턴으로 증착되어 형성되는 것을 특징으로 하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치.
12. 제 8항에 있어서,

    상기 광센서는 인체에서 발생되는 특정 주파수(적외선등)만을 센싱 할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치.
13. 제 8항에 있어서,

    상기 광센서는 레이저 포인터에서 발생되는 광신호만을 센싱 할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치.
14. 제 8항에 있어서,

    상기 광센서는 상기 프론트 글라스 또는 화상부의 전면으로 조사되어진 빛 중 화면터치를 위해 접근하는 물체에 의해 반사되어 상기 프론트 글라스 측으로 역 유입되는 특정 주파수의 빛만을 감지하는 것을 특징으로 하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치.
15. 제 8항에 있어서,

    상기 광센서와 센싱검출부 및 유효데이터 프로세싱부를 제어하여 광센서의 Threshold Inpute값을 사용자 및 프로그램에 의해 설정할 수 가 있어 터치 인식거리를 임의로 조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치.
16. 휘도와 색상을 표현하는 픽셀이 메트릭스 구조로 배열되어 디스플레이 영역을 형성하는 화상부와, 상기 화상부의 전면에 위치하며 상기 화상부를 보호하기 위 한 프론트 글라스를 구비하고 있는 디스플레이 소자에 적용되는 터치패널에 있어서:

    특정 주파수를 갖는 빛을 조사하는 광원과;

    상기 프론트 글라스 또는 화상부의 전면 혹은 배면에 상기 디스플레이 영역내 임의의 영역에 대응하여 메트릭스 배열로 배치되며 상기 광원에서 조사되어 상기 프론트 글라스의 전방향으로 조사되어진 빛 중 화면터치를 위해 접근하는 물체에 의해 반사되어 상기 프론트 글라스 또는 화상부 측으로 역 유입되는 빛을 감지하는 광센서와;

    상기 광센서에서 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호 발생시 센싱동작을 수행한 해당 광센서의 메트릭스 배열상의 위치 등을 인지하는 센싱검출부; 및

    상기 광센서에서 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호 발생시 해당 광 감지신호의 세기를 전기적 신호로 변환하고 이를 임의의 기준 신호의 세기와 비교하여 센싱 동작의 유효성을 판단하는 유효데이터 프로세싱부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치.
17. 제 16항에 있어서,

    상기 광원이 상기 화상부와 프론트 글라스 측면에 배치되는 경우 상기 화상부의 전면에 화상부의 픽셀에서 발광되는 빛의 진행경로를 차단하지 않으면서 상기 광원의 조사 광을 상기 프론트 글라스 전면으로 조사되도록 하는 반사판을 더 구비 하는 것을 특징으로 하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치.
18. 제 16항에 있어서,

    상기 광센서는 상기 프론트 글라스 또는 화상부의 전면 또는 배면에 반투명 또는 투명 매트릭스 패턴으로 증착되어 형성되는 것을 특징으로 하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치.
19. 제 16항 또는 제 18항에 있어서,

    상기 광원이 상기 광센서와 함께 상기 프론트 글라스 또는 화상부의 전면 또는 배면에 반투명 또는 투명 매트릭스 패턴으로 증착되어 형성되는 것을 특징으로 하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치.
20. 제 16항에 있어서,

    상기 광원과 광센서는 외부의 제어신호에 의해 일정주기 마다 온 동작할 수 있으며, 온 동작 시점에 한하여 상기 광센서가 감지동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치.
21. 제 16항에 있어서,

    상기 광센서의 메트릭스 배열이 전체 디스플레이 영역 중 일부의 영역에 한하여 대응하여 형성되는 경우, 상기 센싱검출부와 데이터 프로세싱부의 데이터 처리결과를 입력받아 유효하다고 판단되는 광 감지신호를 발생시킨 광센서의 좌표에 대응하는 전체 디스플레이 영역상의 좌표값으로 변환하여 출력하는 좌표변환 처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치.
22. 제 16항에 있어서,

    상기 광센서와 센싱검출부 및 유효데이터 프로세싱부를 제어하여 광센서의 Threshold Input값을 사용자 및 프로그램에 의해 설정할 수 가 있어 터치 인식거리를 임의로 조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치.
23. 제 16항에 있어서,

    상기 광원의 파장은 모든 영역대의 주파수를 사용할 수 있으며, 일반적으로 사용되는 근적외선 이외의 주파수를 가지는 적외선을 사용할 수 있는 것을 특징으 로 하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치.
24. 제 16항에 있어서,

    상기 광원이 발광하는 빛의 특정 주파수와 유사 주파수를 가질 수 있는 태양광 및 실내광 등으로부터 일어날 수 있는 센싱 에러를 방지하기 위해 상기 광원에서 발생되는 빛에 일정 코드를 신장하도록 하는 코드신장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치.
25. 백라이트 유닛과, 상기 백라이트 유닛의 전면에 위치하며 상기 백라이트 유닛에서 조사되는 빛의 투과량을 제어하여 휘도와 색상을 표현하는 픽셀이 메트릭스 구조로 배열되어 디스플레이 영역을 형성하는 화상부와, 상기 화상부의 전면에 위치하며 상기 화상부를 보호하기 위한 프론트 글라스를 구비하고 있는 디스플레이 소자에 적용되는 터치패널에 있어서:

    특정 주파수를 갖는 빛을 조사하는 광원과;

    상기 프론트 글라스 또는 화상부의 전면 혹은 배면에 상기 디스플레이 영역내 임의의 영역에 대응하여 메트릭스 배열로 배치되며 상기 광원에서 조사되어 상기 프론트 글라스의 전방향으로 조사되어진 빛 중 화면터치를 위해 접근하는 물체에 의해 반사되어 상기 프론트 글라스 측으로 역 유입되는 빛을 감지하는 광센서 와;

    상기 광센서에서 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호 발생시 센싱동작을 수행한 해당 광센서의 메트릭스 배열상의 위치 등을 인지하는 센싱검출부; 및

    상기 광센서에서 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호 발생시 해당 광 감지신호의 세기를 전기적 신호로 변환하고 이를 임의의 기준 신호의 세기와 비교하여 센싱 동작의 유효성을 판단하는 유효데이터 프로세싱부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치.
26. 제 25항에 있어서,

    상기 광원이 상기 백라이트 유닛 주변에 배치되는 것을 특징으로 하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치.
27. 제 25항에 있어서,

    상기 광센서는 상기 프론트 글라스 또는 화상부의 전면 혹은 배면에 반투명 또는 투명 매트릭스 패턴으로 증착되어 형성되는 것을 특징으로 하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치.
28. 제 25항 또는 제 27항에 있어서,

    상기 광원이 상기 광센서와 함께 상기 프론트 글라스 또는 화상부의 전면 또는 배면에 반투명 또는 투명 매트릭스 패턴으로 증착되어 형성되는 것을 특징으로 하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치.
29. 제 25항에 있어서,

    상기 광원과 광센서는 외부의 제어신호에 의해 일정주기 마다 온 동작하며, 온 동작 시점에 한하여 상기 광센서가 감지동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치.
30. 제 25항에 있어서,

    상기 광센서의 메트릭스 배열이 전체 디스플레이 영역 중 일부의 영역에 한하여 대응하여 형성되는 경우, 상기 센싱검출부와 데이터 프로세싱부의 데이터 처리결과를 입력받아 유효하다고 판단되는 광 감지신호를 발생시킨 광센서의 좌표에 대응하는 전체 디스플레이 영역상의 좌표값으로 변환하여 출력하는 좌표변환 처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치.
31. 제 25항에 있어서,

    상기 광센서와 센싱검출부 및 유효데이터 프로세싱부를 제어하여 광센서의 Threshold Input값을 사용자 및 프로그램에 의해 설정할 수 가 있어 터치 인식거리를 임의로 조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치.
32. 제 25항에 있어서,

    상기 광원의 파장은 모든 영역대의 주파수를 사용할 수 있으며, 일반적으로 사용되는 근적외선 이외의 주파수를 가지는 적외선을 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치.
33. 제 25항에 있어서,

    상기 광원이 발광하는 빛의 특정 주파수와 유사 주파수를 가질 수 있는 태양광 및 실내광 등으로부터 일어날 수 있는 센싱 에러를 방지하기 위해 상기 광원에서 발생되는 빛에 일정 코드를 신장하도록 하는 코드신장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치.
34. 제 25항에 있어서,

    상기 백라이트 유닛의 광원과 터치 검출을 위한 상기 광원의 주파수 영역대를 서로 달리 하며 조사되도록 하여, 터치 기능과 화면디스플레이 표시 기능의 상호 간섭 작용이 배제되도록 하는 것을 특징으로 하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치.
35. 제 25항에 있어서,

    상기 백라이트유닛의 발광시간과 화상부 패널 화면에서의 터치 작동시 발광시간을 상호 다르게 하여 상기 백라이트유닛 광원과 터치센싱을 위한 상기 광원간 상호 간섭 작용이 배제되도록 하는 것을 특징으로 하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치.
36. 제 25항에 있어서,

    상기 화상부 화면 프레임 전체 주파수 중 화질에 영향을 미치지 않는 범위내에서 하나 또는 복수개 프레임을 상기 광원이 조사되는 동작영역으로 할당하여, 상기 동작영역 범위내에서는 상기 광원이 활성화되고, 가시광선 영역을 갖는 상기 백라이트유닛의 광원은 비활성화되어, 상기 광원의 활성화되는 동작영역을 통해 조사 되는 광에 의해 재반사되는 것을 유효광으로 인식하는 것을 특징으로 하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치.
37. 제 36항에 있어서,

    전체 프레임 중 하나의 프레임의 주파수는 1초당 설정된 프레임 중 최초 프레임으로부터 마지막 프레임전까지의 영역이 상기 백라이트유닛에 의해 활성화되고, 상기 마지막 구간의 프레임에서 상기 광원의 동작영역으로 할당되도록 하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치.
38. 제 37항에 있어서,

    상기 광원이 활성화되는 동작영역의 나머지 마지막 프레임은 전체 프레임에서의 각 픽셀이 순차적 온(ON)되는 구간을 거친 후, 최초 픽셀로 리플레쉬되는 순간에 해당되는 것을 특징으로 하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치.
39. 제 8 항, 제 16 항 또는 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 터치패널에 독립된 다수개의 광센서를 구비하여 멀티 센싱 입력이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치.
40. 제 8 항, 제 16 항 또는 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 터치패널에 직접 터치된 순간을 인식하기 위해 보조 센서를 추가하는 것을 특징으로 하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치.
41. 제 40 항에 있어서,

    상기 보조센서로는 저항막 방식 센서, 정전용량방식센서, 압전방식센서, 초음파센서, 적외선센서, 진동센서, 나노센서, 위치검출변위센서, 가속센서, 근접센서, 온도센서, 이미지 센서의 센서 중 어느 하나를 사용하는 것을 포함하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 장치.
42. 제 1항 내지 제 7항에 기술된 방법과 제 8항 내지 제 38항에 기술된 장치 중 어느 하나의 기술을 이용하여 터치패널을 형성하고, 화상부에 디스플레이되어진 화상 중 해당 터치패널을 통해 터치되었다고 판단되는 영역에 해당되는 프로그램을 로딩하여, 해당 정보를 상기 화상부를 통해 디스플레이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 터치패널 시스템.
43. 제 1항 내지 제 7항에 기술된 방법과 제 8항 내지 제 38항에 기술된 장치 중 어느 하나의 기술을 이용하여 터치패널을 형성하고, 광센서에서 상기 프론트 글라스의 전면으로 조사되어진 빛 중 화면터치를 위해 접근하는 물체에 의해 반사되어 상기 프론트 글라스 측으로 역 유입되는 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호 발생시 일정영역내의 모든 광센서의 감지신호를 취합하여 손가락 등을 터치하였을 때 조사된 빛이 손가락의 지문 융선에 의해 반사되어 되돌아오는 광선의 세기 및 양을 가지고 각각 센싱된 값을 프로그램에서 동일하거나 유사한 값끼리 연결하여 지문영상을 얻어내 지문 인식 센싱으로 사용하는 것을 특징으로 하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 지문 인식 시스템.
44. 제 1항 내지 제 7항에 기술된 방법과 제 8항 내지 제 38항에 기술된 장치 중 어느 하나의 기술을 이용하여 디스플레이 영역 전체에 대해 터치 감지를 수행하는 터치패널을 형성하고, 각각의 독립된 광센서에 의해 임의의 형상을 갖는 물체를 접근시키는 경우 해당 접근 단면의 모양을 유사하게 인식 가능하게 하여 면적을 센싱 입력이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 광을 이용한 터치 센싱 방식의 물체면적 인식 시스템.
45. 제 1항 내지 제 7항에 기술된 방법과 제 8항 내지 제 38항에 기술된 장치 중 어느 하나의 기술을 이용하여 터치패널을 형성하고, 광센서에서 상기 프론트 글라스의 전면으로 조사되어진 빛 중 안구의 홍채에 반사되어 상기 프론트 글라스 측으로 역 유입되는 유입광에 대한 센싱 동작에 따른 감지신호를 기준으로 특성분석을 통해 안구 홍채의 특성을 감지하도록 하는 것을 특징으로 하는 홍채 인식 시스템.
46. 제 1 항 내지 제 7 항에 기술된 방법과, 제 8 항 내지 제 32 항에 기술된 장치 중 어느 하나의 기술을 이용하여 터치패널을 형성하되, 프론트 글라스를 구비하지 않는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 방식의 터치 패널 장치.

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