KR20090026957A - 터치 패널을 구비한 영상표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 카메라(센서) 및 LED의 수량을 줄여서 비용 및 전력 사용량을 줄이고, 기구를 슬림화할 수 있으며, 터치 감도를 향상시킬 수 있는 터치 패널을 구비한 영상표시장치를 제공하는데 그 목적이 있는 것으로, 이와 같은 과제를 달성하기 위한 터치 패널을 구비한 영상표시장치는, 터치 패널과, 상기 터치 패널의 하부에 배치된 백라이트 유닛과, 상기 터치 패널의 3개의 테두리 상부에 일방향으로 배치된 제 1, 제 2, 제 3 도광판과, 상기 터치 패널의 양측 모서리 상부에 구비된 제 1, 제 2 이미지 센서와, 상기 제 1, 제 2, 제 3 도광판의 입광면인 길이 방향 양측면에 각각 배치된 적외선 LED(IR_LED)들을 포함함을 특징으로 한다.
터치 패널, IR_LED, 이미지 센서, 도광판

Description

터치 패널을 구비한 영상표시장치{Image Display Device Including Touch Panel}
본 발명은 영상표시장치에 관한 것으로, 특히 적외선 LED(IR-LED)의 수량을 줄여서 비용 및 전력 사용량을 줄이고, 기구를 슬림화할 수 있으며, 터치 감도를 향상시킬 수 있는 터치 패널을 구비한 영상표시장치에 관한 것이다.
최근에 데이터 처리를 위한 컴퓨터의 사용이 확산되면서, 더욱더 사용자는 워크 스테이션(work station)과 개인용 컴퓨터와 같이 데이터를 입력시키거나 데이터 처리기(processor)로 변환하거나 하는 등의 처리를 요구하게 되었다. 응용 프로그램의 폭 넓은 다양성은 최근의 데이터 처리기에 이용이 가능하며 복잡한 응용까지도 응용프로그램과 같은 것을 조합하여 사용함으로써 처리될 수가 있다. 그러나 그러한 데이터 처리기와 같은 것은 취급하기가 대단히 어렵고, 특히 컴퓨터에 관한 지식이 별로 없는 사람들이 표시 장치 위에 표시된 물체를 처리하는데 상당한 어려움이 있다.
그러므로, 컴퓨터에 대한 특별한 지식이 없는 사람이라도 쉽게 처리할 수 있는 표시 장치 위에 표시된 물체를 처리하기 위한 장치가 상당히 요구되고 있다.
일반적으로 표시 장치위에 표시된 물체를 처리하기 위해, 조작자는 키보드/마우스를 사용하여 물체를 처리하기 위한 명령을 입력시키는 것이 필요하며 또는 요구되는 기능을 수행하기 위해 즉, 키보드/마우스를 사용하여 표시 장치 위에 표시된 icon(컴퓨터 기능의 상징적 표현)을 선택하기 위해 명령을 입력시키는 것을 필요로 한다. 그러나, 키보드/마우스 및 아이콘(icon)을 이용하는 것이 성가시고 귀찮은 것이어서 컴퓨터에 관한 지식이 별로 없는 사람은 키보드/마우스를 이용하는 것조차 어렵게 여길 수 있다.
이에, 컴퓨터에 관한 지식이 별로 없는 사람도 데이터 처리기와 같은 것을 쉽게 취급하기 위해서 손가락 터치만으로 데이터 처리를 할 수 있는 터치 패널을 구비한 영상표시장치의 개발이 요구되고 있다.
일반적으로 터치 센서는 사용자의 손가락이나 스타일러스 또는 기타의 장치로부터의 터치에 의해 활성화 된다.
투명한 터치 센서, 및 구체적으로 터치 스크린은 일반적으로 CRT 모니터와 액정 디스플레이와 같은 디스플레이 장치상에 놓여 터치 디스플레이 시스템을 형성한다. 이러한 시스템들은 식당 주문 입력 시스템, 산업 공정 제어 애플리케이션, 대화식 박물관 전시회, 공공 정보 센터, 페이저, 셀룰라 전화, PDA(Personal digital assistants), 및 비디오 게임과 같은 상업적인 애플리케이션에서 사용이 증가되고 있다.
이와 같은 터치 디스플레이 시스템 즉, 터치 패널을 구비한 종래의 영상표시장치 중, 2005년 12월 6일에 미국에서 특허된, USP 6,972,401 기술을 보면, 터치 패널의 4개의 모서리 모두에 카메라(센서)가 배치되어 있고, 터치 패널의 사각 테두리의 프레임을 따라서 LED가 정면을 바라보거나 비스듬하게 배치되어 있다.
상기와 같은 종래 기술은, LED 1개가 커버할 수 있는 범위가 작아서 사각 프레임을 따라서 복수개의 LED들이 구비되어 있으며, 상기와 같이 터치 패널의 4 모서리 모두에 카메라가 필요함으로, 이에 따른 비용을 절약하는데 한계가 있다.
또한, 상기 종래 기술은 패널에 부착형인데, 사이드에 LED들이 복수개 배치되어 있기 때문에 패널 사이드에 슬림하게 일체화시키는데 어려움이 따른다는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 카메라(센서) 및 LED의 수량을 줄여서 비용 및 전력 사용량을 줄이고, 기구를 슬림화할 수 있으며, 터치 감도를 향상시킬 수 있는 터치 패널을 구비한 영상표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널을 구비한 영상표시장치는, 터치 패널과, 상기 터치 패널의 하부에 배치된 백라이트 유닛과, 상기 터치 패널의 3개의 테두리 상부에 일방향으로 배치된 제 1, 제 2, 제 3 도광판과, 상기 터치 패널의 양측 모서리 상부에 구비된 제 1, 제 2 이미지 센서와, 상기 제 1, 제 2, 제 3 도광판의 입광면인 길이 방향 양측면에 각각 배치된 적 외선 LED(IR_LED)들을 포함함을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제 1, 제 2, 제 3 도광판의 출광면을 제외한 나머지 각면들을 감싸도록 각각 제 1, 제 2, 제 3 반사판이 구비되어 있다.
그리고, 상기 제 1, 제 2, 제 3 반사판의 길이 방향 양측면에는 각각 제 1, 제 2 홀들이 구비되어 있다.
그리고, 상기 제 1, 제 2, 제 3 반사판의 상기 제 1, 제 2 홀을 통해 상기 적외선 LED들이 상기 제 1, 제 2, 제 3 도광판의 입광면에 배치된다.
그리고, 상기 제 1, 제 2, 제 3 도광판의 상기 터치 패널이 놓인 방향에 인접한 출광면에는 패턴이나 스크래치가 형성되어 있다.
그리고, 상기 영상표시장치는 일체형으로 구성되어 있는 것으로, 상기 제 1, 제 2, 제 3 도광판은 상기 터치 패널에 밀착되어 있고, 외곽은 케이스탑으로 최종 마무리되어 있다.
본 발명에 따른 터치 패널을 구비한 영상표시장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 터치 패널의 3개의 테두리 상부에 각각 도광판을 위치시키고, 각 도광판의 길이 방향인 2개의 입광면들에만 각각 IR_LED들을 배치시키고, 도광판의 출광면에 패턴이나 스크래치를 형성하며, 이미지 센서도 양측 상부에 2개만 구비하면 됨으로, IR_LED를 내장하는 구조 대비 IR_LED의 수량을 대폭 감소시킬 수 있으므로, 생산비가 감소되고, 전력 사용량도 감소된다.
둘째, 이미지 센서의 시야각과는 상관없이 물체가 터치될 때만 가장자리(테두리)에 배치된 대각 방향의 도광판들에서 나오는 빛을 블로킹하는 방식으로 입력 영상을 나타내는 것으로, 향상된 터치 감도를 나타낼 수 있다.
셋째, 테두리의 도광판들이 기구적으로 밀착되어 있으므로 안정적인 영상표시장치를 구현할 수 있다.
이하, 첨부된 도면 및 실시 예를 통해 본 발명의 실시 예를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 영상표시장치의 구조 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치 패널을 구비한 영상표시장치의 평면도이다. 그리고, 도 3은 도 1에서 일측에 배치된 반사판과 도광판 및 LED의 분리 사시도이다.
본 발명의 실시예에 따른 영상표시장치는, 도 1에 도시한 바와 같이, 터치 패널(100)과, 터치 패널(100) 하부에 백라이트 유닛(200)이 구비되며, 터치 패널(100)의 3개의 테두리 상부에는 제 1, 제 2, 제 3 도광판(110,111,112)이 일방향으로 배치되어 있다.
그리고, 상기 제 1, 제 2, 제 3 도광판(110, 111, 112)의 출광면을 제외한 나머지 각면들을 감싸도록 각각 제 1, 제 2, 제 3 반사판(120, 121, 122)이 구비되어 있다. 상기 제 1, 제 2, 제 3 반사판(120, 121, 122)은 빛의 손실을 최소화하기 위해서 구비된 것이다.
또한, 상기 제 1, 제 2, 제 3 반사판(120, 121, 122)의 길이 방향 양측면에 는 각각 제 1, 제 2 홀들이 구비되어 있다.
그리고, 상기 제 1, 제 2, 제 3 반사판(120, 121, 122)의 제 1, 제 2 홀에는, 제 1, 제 2 홀을 통해서 제 1, 제 2, 제 3 도광판(110, 111, 112)에 광이 입사되도록 각각 적외선 LED(이하, IR_LED라 명칭함.)들이 배치되어 있다. 즉, 각 IR_LED들은 제 1, 제 2, 제 3 도광판(110, 111, 112)으로 적외선(Infrared)을 입사시킨다.
예를 들어, 제 1 도광판(110)의 입광면인 길이 방향 양측면에는 제 1, 제 2 IR_LED(131, 132)가 배치되고, 제 2 도광판(111)의 입광면인 길이 방향 양측면에는 제 3, 제 4 IR_LED(133, 134)가 배치되고, 제 3 도광판(112)의 입광면인 길이 방향 양측면에는 제 5, 제 6 IR_LED(135, 136)가 배치된다.
그리고, 상기 터치 패널(100)의 일측 모서리 상부에는 제 1, 제 2 이미지 센서(141, 142)가 구비되어 있다. 이때, 제 1, 제 2 이미지 센서(141, 142)는 적외선 이미지 센서이다.
그리고, 상기 제 1, 제 2, 제 3 도광판(110, 111, 112)의 출광면(터치 패널(100)이 놓인 방향)에는, 패턴이 형성되어 있거나, 스크래치가 형성되어 있어서, 이 패턴이나 스크래치에 의해서 터치 패널(100) 방향으로 입광된 광이 난반사가 이루어진다.
좀 더 자세하게는, 상기에서 제 1, 제 2, 제 3 도광판(110, 111, 112)의 출광면에 패턴이나 스크래치가 없으면 빛은 도광판의 끝까지 전반사를 한다. 그러나, 출광면에 패턴이나 스크래치가 있으므로, 전반사된 빛은 패턴이 있는 위치에서 빛 을 난반사하게 되는 것이다.
이때 제 1, 제 2, 제 3 도광판(110, 111, 112)의 출광면에 패턴이나 스크래치가 균일하게 골고루 있어서, 빛이 패턴이나 스크래치를 따라서 제 1, 제 2, 제 3 도광판(110, 111, 112)의 전역에 균등하게 난반사를 만든다. 이런 방법으로 일정한 빛이 골고루 제 1, 제 2, 제 3 도광판(110, 111, 112)을 통해서 발광하게 된다.
상기에서 패턴이나 스크래치가 출광면인 한쪽면(터치 패널 방향)에만 있기 때문에, 제 1, 제 2, 제 3 도광판(110, 111, 112)을 통한 빛은, 도 4에 도시한 바와 같이, 터치 패널(10) 방향으로만 출사(화살표로 도식함)된다.
그리고, 상기 터치 패널(100)은 상, 하판 및 그 사이에 액정이 충진된 액정층을 갖는 LCD 패널로 구성할 수도 있다.
그리고, 상기 영상표시장치는 일체형으로 구성되어 있는 것으로, 제 1, 제 2, 제 3 도광판(110, 111, 112)이 터치 패널(100)에 밀착되고, 또한 도면에는 도시되지 않았지만, 외곽은 케이스탑으로 최종 마무리되어 하나의 모듈(module)로써 완성된다.
상기에서, 제 1 이미지 센서(141)는 제 1 도광판(110)에서 출광된 적외선은 입력되지 않고, 제 2, 제 3 도광판(111, 112)에서 출광된 적외선(IR)이 백그라운드(BG:Background)로 입력된다.
그리고, 제 2 이미지 센서(142)는 제 3 도광판(112)의 출광된 적외선은 입력되지 않고, 제 1, 제 2 도광판(110, 111)에서 출광된 적외선(IR)이 백그라운드(BG:Background)로 입력된다.
그리고, 상기 제 1 이미지 센서(141)은 화각이 90도이며, 제 2, 제 3 도광판(111, 112)에서 나온 빛을 하나의 연결된 빛으로 본다.
또한, 제 2 이미지 센서(142)는 화각이 90도이며, 제 1, 제 2 도광판(110, 111)에서 나온 빛을 하나의 연결된 빛으로 본다.
예를 들어, 터치 패널(100)에 손가락이나 다른 물체를 올려놓으면, 제 1 이미지 센서(141)에서 제 2, 제 3 도광판(111, 112)의 빛을 보는데, 이때, 제 2, 제 3 도광판(111, 112)의 빛의 일부이 블로킹 되고(백그라운드로 입력되고), 이에 의해서 발광 동작과 터치 인식 가능한 영상이 생기는 것이다.
그리고, 제 2 이미지 센서(142)에서는 제 1, 제 2 도광판(111, 112)의 빛을 보는데, 이때 제 1, 제 2 도광판(111, 112)의 끈긴 빛(블로킹된 빛)을 본다.
이와 같이 제 1, 제 2 이미지 센서(141, 142)를 이용해서 터치 패널(100)에 터치되는 부분의 좌표를 측정하는 것이다.
상기와 같이, 본 발명은 삼각 측량 방식의 터치 패널을 구비한 영상표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 삼각 측량 터치 패널의 제 1, 제 2 이미지 센서에 입력되는 영상은 기구의 구조에 따라서, 터치 물체가 광원에 반사되어 발광하는 방식과, 터치 물체가 광원을 블로킹해서 그 블로킹된 영상을 보는 방식이 있다.
본 발명의 영상표시장치는 터치 물체가 광원에 반사되어 발광하는 방식을 사용한 것이다.
이와 같은 영상표시장치는, 터치 패널(100)의 3개의 테두리 상부에 각각 도 광판을 위치시키고, 각 도광판의 길이 방향인 2개의 입광면들에만 각각 IR_LED들을 배치시키고, 도광판의 출광면에 패턴이나 스크래치를 형성하며, 이미지 센서도 양측 상부에 2개만 구비하면 됨으로, IR_LED를 내장하는 구조 대비 IR_LED 및 이미지 센서의 수량을 대폭 감소시킬 수 있으므로, 생산비를 절약할 수 있고, 전력 사용량도 감소시킬 수 있다.
또한, 이미지 센서의 시야각과는 상관없이 물체가 터치될 때만 가장자리(테두리)에 배치된 대각 방향의 도광판들에서 나오는 빛을 블로킹하는 방식으로 입력 영상을 나타내는 것으로, 향상된 터치 감도를 나타낼 수 있다.
그리고, 테두리의 도광판들이 기구적으로 밀착되어 있으므로 안정적인 영상표시장치를 구현할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 영상표시장치의 구조 사시도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치 패널을 구비한 영상표시장치의 평면도
도 3은 도 1에서 일측에 배치된 반사판과 도광판 및 LED의 분리 사시도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 영상표시장치의 빛 진행 방향을 도식화한 평면도

Claims (6)

  1. 터치 패널과;
    상기 터치 패널의 하부에 배치된 백라이트 유닛과;
    상기 터치 패널의 3개의 테두리 상부에 일방향으로 배치된 제 1, 제 2, 제 3 도광판과;
    상기 터치 패널의 양측 모서리 상부에 구비된 제 1, 제 2 이미지 센서와;
    상기 제 1, 제 2, 제 3 도광판의 입광면인 길이 방향 양측면에 각각 배치된 적외선 LED(IR_LED)들을 포함함을 특징으로 하는 영상표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2, 제 3 도광판의 출광면을 제외한 나머지 각면들을 감싸도록 각각 제 1, 제 2, 제 3 반사판이 구비되는 것을 더 포함함을 특징으로 하는 영상표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2, 제 3 반사판의 길이 방향 양측면에는 각각 제 1, 제 2 홀들이 구비되어 있음을 특징으로 하는 영상표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2, 제 3 반사판의 상기 제 1, 제 2 홀을 통해 상기 적외선 LED들이 상기 제 1, 제 2, 제 3 도광판의 입광면에 배치됨을 특징으로 하는 영상표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2, 제 3 도광판의 상기 터치 패널이 놓인 방향에 인접한 출광면에는 패턴이나 스크래치가 형성되는 것을 더 포함함을 특징으로 하는 영상표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상표시장치는 일체형으로 구성되어 있는 것으로, 상기 제 1, 제 2, 제 3 도광판은 상기 터치 패널에 밀착되어 있고, 외곽은 케이스탑으로 최종 마무리되어 있음을 특징으로 하는 영상표시장치.
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