KR20090092878A - 적외선 터치스크린 - Google Patents

적외선 터치스크린

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KR20090092878A
KR20090092878A KR1020080018099A KR20080018099A KR20090092878A KR 20090092878 A KR20090092878 A KR 20090092878A KR 1020080018099 A KR1020080018099 A KR 1020080018099A KR 20080018099 A KR20080018099 A KR 20080018099A KR 20090092878 A KR20090092878 A KR 20090092878A
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Abstract

본 발명은 적외선 터치스크린에 관한 것이다. 본 발명에 따른 적외선 터치스크린은, 화면스크린을 둘러싸는 프레임, 프레임의 상하단 중 일단에 복수의 적외선 발광 소자가 일렬로 배치되는 제1 적외선 발광부, 프레임의 상하단 중 타단에 복수의 적외선 수광 소자가 일렬로 배치되는 제1 적외선 수광부, 프레임의 좌우단 중 일단에 복수의 적외선 발광 소자가 일렬로 배치되는 제2 적외선 발광부, 프레임의 좌우단 중 타단에 복수의 적외선 수광 소자가 일렬로 배치되는 제2 적외선 수광부, 그리고 제1 및 제2 적외선 발광부로부터 발산되는 적외선을 반사시켜 제1 및 제2 적외선 수광부로 전달하는 적외선 반사체부를 포함한다. 본 발명에 따르면 적외선 발광부를 터치스크린에 수직 배치함으로써 외부 광에 대한 노이즈를 감소시키며, 터치스크린의 부피를 줄일 수 있으므로 소형 모바일 기기에 효과적으로 적용할 수 있다.

Description

적외선 터치스크린{INFRARED RAY TOUCH SCREEN}
본 발명은 적외선 발광 소자를 이용하는 터치스크린에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 적외선 발광 소자를 터치스크린에 대해 수직 배치함으로써 외부 광에 대한 노이즈를 줄일 수 있는 적외선 터치스크린에 관한 것이다.
일반적으로 터치스크린(touch screen)이란 화상 정보 출력 장치인 PDP(Plasma Display Panel), LCD(Liquid Crystal Display) 또는 FPD(Flat Panel Display) 등의 화면스크린과 사용자 간의 인터페이스를 제공하는 장치를 말한다.
현재 터치스크린은 은행의 현금 자동 입출금 장치, 휴대용 멀티미디어 재생 장치(PMP, portable multimedia player) 등에 널리 상용화되고 있다.
여기서, 터치스크린은 압전 필름 방식과 적외선 방식으로 나누어지며, 압전 필름 방식은 주로 소형 스크린에 사용되며, 적외선 방식은 주로 대각선 길이가 1 미터(40 인치) 이상의 대형 스크린에 사용된다.
도 1a 는 종래 기술에 따른 적외선 터치스크린의 정면도이다.
도 1a에서 보는 바와 같이 종래 기술에 따른 터치스크린(100)은 화면스크린(110)을 둘러싸고 있는 프레임(120)을 포함한다.
화면스크린(110)은 LCD, PDP, OLED와 같은 디스플레이 장치의 모니터 화면으로 이루어진다.
프레임(120)은 직사각형의 모양을 가지며, 적외선 발광부, 적외선 수광부 등을 포함한다.
도 1b는 종래 기술에 따른 적외선 터치스크린의 내부 구성도이다.
도 1b를 참고하면, 화면스크린(110)의 표면에는 화면스크린(110)을 보호하기 위한 강화 유리(115)가 부착될 수 있다.
화면스크린(110)을 둘러싸는 프레임(120)의 내부에는 적외선 발광부와 적외선 수광부가 각각 포함된다.
적외선 발광부는 화면스크린(110)의 좌측 상단에 배치되며, 적외선 수광부는 화면스크린(110)의 우측 상단에 배치된다.
적외선 발광부에는 복수의 적외선 발광 소자(130)가 일렬로 배치되어 있고, 적외선 수광부에는 복수의 적외선 수광 소자(140)가 일렬로 배치되어 있다.
적외선 발광 소자(130)와 적외선 수광 소자(140)의 하단에는 인쇄회로기판(PCB, printed circuits board)(133,143)이 각각 배치될 수 있다.
그리고, 적외선 발광 소자(130)에서 적외선이 발산되는 방향과 적외선 수광 소자(140)에서 적외선이 수신되는 방향으로 적외선 통과 필터(135, 145)가 각각 배치된다.
적외선 통과 필터(135, 145)는 적외선 이외의 대역인 자외선과 가시 광선 등을 차단하고 적외선만 통과시키는 필터로서, 화면스크린(110)과 프레임(120) 사이에 경사진 형태로 연결된다.
여기서, 적외선 발광 소자(130)와 적외선 수광 소자(140)는 도 1b에서 보는 바와 같이 화면스크린(110)보다 높은 위치에 위치하며 서로 마주보는 형태로 배치된다.
즉, 적외선 발광 소자(130)와 적외선 수광 소자(140)는 화면스크린(110)에 대하여 수평 방향으로 위치하며, 적외선 발광 소자(130)에서 발산된 적외선은 적외선 통과 필터(135, 145)를 거쳐서 적외선 수광 소자(140)로 직접 전달된다.
이와 같이 종래 기술에 따르면, 적외선 발광 소자(130)와 적외선 수광 소자(140)가 화면스크린(110)보다 정면을 기준으로 높은 위치에 위치한다.
여기서, 적외선 발광 소자(130)와 적외선 수광 소자(140)의 두께로 인해 적외선 발광 소자(130) 및 적외선 수광 소자(140)와 화면스크린(110) 사이에 높이 차이가 발생한다.
따라서, 적외선이 화면스크린(110) 평면으로부터 일정 거리가 떨어진 높이에서 전달되므로, 적외선이 외부로 노출될 가능성이 크고, 외부광에 의해서 노이즈 신호가 혼입될 가능성이 있다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 외부광에 의한 노이즈를 줄일 수 있는 적외선 터치스크린을 제공하는 것이다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 적외선 터치스크린은, 화면스크린을 둘러싸는 프레임, 상기 프레임의 상하단 중 일단에 복수의 적외선 발광 소자가 일렬로 배치되는 제1 적외선 발광부, 상기 프레임의 상하단 중 타단에 복수의 적외선 수광 소자가 일렬로 배치되는 제1 적외선 수광부, 상기 프레임의 좌우단 중 일단에 복수의 적외선 발광 소자가 일렬로 배치되는 제2 적외선 발광부, 상기 프레임의 좌우단 중 타단에 복수의 적외선 수광 소자가 일렬로 배치되는 제2 적외선 수광부, 그리고 상기 제1 및 제2 적외선 발광부로부터 발산되는 적외선을 반사시켜 상기 제1 및 제2 적외선 수광부로 전달하는 적외선 반사체부를 포함한다.
상기 제1 및 제2 적외선 발광부는 상기 화면스크린의 정면 방향으로 적외선을 발산할 수 있다.
상기 제1 및 제2 적외선 수광부는 상기 화면스크린의 정면 방향으로부터 전달되는 적외선을 수신할 수 있다.
상기 적외선 반사체부는, 상기 제1 및 제2 적외선 발광부에서 발산되는 적외선을 반사하여 상기 제1 및 제2 적외선 수광부 방향으로 전달하는 제1 및 제2 적외선 반사체, 그리고 상기 제1 및 제2 적외선 반사체에서 전달되는 적외선을 상기 제1 및 제2 적외선 수광부로 반사시키는 제3 및 제4 적외선 반사체를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 적외선 발광부와 상기 제1 및 제2 적외선 수광부의 후면에는 연성인쇄회로기판(FPCB)이 각각 부착되어 있을 수 있다.
상기 화면스크린의 상부에 부착된 강화 유리를 더 포함하며, 상기 제1 및 제2 적외선 발광부와 상기 제1 및 제2 적외선 수광부는 상기 화면스크린의 정면 방향을 기준으로 상기 강화 유리보다 낮은 높이에 배치될 수 있다.
상기 제1 및 제2 적외선 발광부와 상기 제1 및 제2 적외선 수광부는 상기 화면스크린의 정면 방향을 기준으로 상기 화면스크린보다 낮은 높이에 배치될 수 있다.
이와 같이 본 발명에 의하면, 적외선 발광부를 터치스크린에 수직 배치함으로써 외부 광에 대한 노이즈를 감소시키며, 터치스크린의 부피를 줄일 수 있으므로 소형 모바일 기기에 효과적으로 적용할 수 있다.
도 1a 는 종래 기술에 따른 적외선 터치스크린의 정면도이다.
도 1b는 종래 기술에 따른 적외선 터치스크린의 내부 구성도이다.
도 2는 일반적인 적외선 터치스크린의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 적외선 터치스크린의 작동 원리를 설명하기 위해 제공되는 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 적외선 터치스크린의 내부 구성도이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
먼저, 도 2 및 도 3을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 적외선 터치스크린에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 적외선 터치스크린의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2에서 보는 바와 같이, 적외선 터치스크린(200)은 화면스크린(210)과 화면스크린(210)을 둘러싸고 있는 프레임(220)을 포함한다.
그리고, 프레임(220)의 내부에는 수직 적외선 발광부(230), 수평 적외선 발광부(240), 수직 적외선 수광부(250), 수평 적외선 수광부(260) 및 제어부(도시하지 않음)가 포함된다.
수직 적외선 발광부(230)는 프레임(220)의 상측단에 위치하며, 수평 적외선 발광부(240)는 프레임(220)의 좌측단에 위치한다.
수직 적외선 발광부(230)에는 복수의 적외선 발광 소자(231)가 일렬로 배치되어 있으며, 복수의 적외선 발광 소자(231)는 대향하는 적외선 수광 소자(251)로 적외선을 발산한다.
수평 적외선 발광부(240)에는 복수의 적외선 발광 소자(241)가 일렬로 배치되어 있으며, 복수의 적외선 발광 소자(241)는 대향하는 적외선 수광 소자(261)로 적외선을 발산한다.
수직 적외선 수광부(250)는 프레임(220)의 하측단에 위치하며, 수평 적외선 수광부(260)는 프레임(220)의 우측단에 위치한다.
수직 적외선 수광부(250)에는 복수의 적외선 수광 소자(251)가 일렬로 배치되어 있으며, 복수의 적외선 수광 소자(251)는 대향하는 적외선 발광 소자(231)로부터 발산되는 적외선을 수신한다.
수평 적외선 수광부(260)에는 복수의 적외선 수광 소자(261)가 일렬로 배치되어 있으며, 복수의 적외선 수광 소자(261)는 대향하는 적외선 발광 소자(241)로부터 발산되는 적외선을 수신한다.
제어부는 수직 및 수평 적외선 수광부(250, 260)의 검출 결과를 수신하여 화면스크린(210)의 눌림 좌표를 검출할 수 있다. 보다 자세하게는, 제어부는 화면스크린(210)의 눌림에 따라 적외선이 검출되지 않는 수직 및 수평 적외선 수광부(250, 260)가 교차하는 좌표를 눌려진 위치로 인식하도록 한다.
이하에서는, 도 3을 통하여 제어부의 동작에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 적외선 터치스크린의 작동 원리를 설명하기 위해 제공되는 블럭도이다.
도 3과 같이, 제어부(270)는 적외선 발광부(230, 240)와 적외선 수광부(250, 260)의 동작을 제어한다. 적외선 발광부(230, 240)로부터 발산되는 적외선은 적외선 수광부(250, 260)에서 검출되고, 적외선 수광부(250, 260)의 검출 결과는 제어부(270)에 다시 입력된다.
이와 같은 과정에서 적외선 발광부(230, 240)와 적외선 수광부(250, 260) 사이의 영역, 즉 화면스크린(210)에 눌림이 발생할 경우, 적외선 발광부(230, 240)에서 발생한 적외선은 사람의 손가락이나 스타일러스(stylus) 펜에 의해 중간에서 차단되어 적외선 수광부(250, 260)에서 검출되지 않는다.
따라서, 적외선 수광부(250, 260)의 검출 결과를 인가받는 제어부(270)는 눌림이 발생한 지점의 좌표를 검출할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 적외선 터치스크린의 내부 구성도이다.
화면스크린(210)은 LCD, PDP, OLED 와 같은 디스플레이 장치의 모니터 화면으로 이루어지며, 화면스크린(210)의 표면에는 화면스크린(210)을 보호하기 위한 강화 유리(215)가 부착될 수 있다.
도 4에서는 설명의 편의상, 수평 적외선 발광부(240)에 포함된 적외선 발광 소자(241)와 수평 적외선 수광부(260)에 포함된 적외선 수광 소자(261)에 대해 설명하기로 한다.
즉, 프레임(220)의 좌측단에는 적외선 발광 소자(241)가 위치하며, 프레임(220)의 우측단에는 적외선 수광 소자(261)가 위치한다.
여기서, 적외선 발광 소자(241)는 화면스크린(210)에 대하여 수직 방향으로 설치되어 있어, 화면스크린(210)의 정면 방향으로 적외선을 발산시킨다.
그리고, 적외선 수광 소자(261)도 화면스크린(210)에 대하여 수직 방향으로 설치되어 있어, 화면스크린(210)의 정면 방향으로부터 전달되는 적외선을 수신한다.
적외선 발광 소자(241)와 적외선 수광 소자(261)의 정면에는 적외선 반사체(247, 267)가 배치된다.
적외선 반사체(247, 267)은 적외선 반사 특성이 좋은 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어질 수 있다.
적외선 반사체(247)는 적외선 발광 소자(241)에서 발산된 적외선을 적외선 수광 소자(261) 쪽으로 전달하기 위하여 경사진 형태로 배치되며, 약 45도 각도로 기울어지는 것이 바람직하다. 보다 자세하게는 적외선 반사체(247)는 적외선 발광 소자(241)에서 발산되는 적외선을 화면스크린(210)과 수평되게 반사하여 적외선 수신 소자(261) 방향으로 전달시킨다.
마찬가지로 적외선 반사체(267)는 적외선 발광 소자(241) 쪽에서 적외선 반사체(247)를 통해 반사되어 전달되는 적외선을 적외선 수광 소자(261)로 전달하기 위하여 경사진 형태로 배치되며, 마찬가지로 약 45도 각도로 기울어져 있는 것이 바람직하다.
따라서, 적외선 발광 소자(241)에서 발산된 적외선은 적외선 반사체(247), 적외선 통과 필터(245, 265) 및 적외선 반사체(267)를 차례로 거쳐서 적외선 수광 소자(261)에 전달된다.
즉, 적외선 발광 소자(130)에서 발산된 적외선이 적외선 통과 필터(135, 145)를 거쳐서 적외선 수광 소자(140)로 직접 전달되는 도1b에 따른 종래 기술과 달리, 본 발명의 실시예에 따르면 적외선이 정면을 기준으로 화면스크린(210)으로부터 훨씬 낮은 높이에서 전달되도록 하여, 외부광에 의한 노이즈를 감소시킬 수 있다.
따라서, 외부의 가시광선이 전달되는 적외선에 직접 혼입될 가능성이 낮아지므로, 가시광선에 의한 노이즈를 줄일 수 있다.
또한, 적외선 수광 소자(261) 또는 그 주변을 검은 색 계통으로 처리함으로써, 프레임에 의해 반사되는 외부광을 흡수하도록 하여, 외부광에 의한 노이즈를 더욱 효과적으로 줄일 수 있다.
적외선 발광 소자(241)와 적외선 수광 소자(261)의 하단에는 연성회로인쇄기판(FPCB, flexible printed circuits board)(243, 263)가 각각 배치되어 터치스크린 동작을 제어함과 동시에, 프레임의 부피도 줄일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 화면스크린(210)과 프레임의 높이 차이를 줄일 수 있어, 디스플레이 전체의 부피를 줄일 뿐만 아니라 디자인이 중요시 되는 소형 모바일 기기에 효과적으로 적용할 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예에 따르면 적외선 발광부(230, 240)와 적외선 수광부(250, 260)는 화면스크린(210)의 정면 방향을 기준으로 강화 유리(215)보다 낮은 높이에 배치할 수 있다.
또한, 설계에 따라서, 적외선 발광부(230, 240)와 적외선 수광부(250, 260)는 화면스크린(210)의 정면 방향을 기준으로 화면스크린(210)보다 낮은 높이에 배치할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 적외선 발광부(230, 240)가 프레임(220)의 상측단 및 좌측단에 위치하고, 적외선 수광부(250, 260)가 프레임(220)의 하측단 및 우측단에 위치하는 것으로 나타내었으나, 설계에 따라 좌우상하의 위치를 변경할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 적외선 통과 필터(245, 265)가 경사진 형태로 이루어진 것으로 설명하였으나, 적외선 통과 필터(245, 265)는 곡선, 직각 등의 다양한 형태로 변경될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (7)

  1. 화면스크린을 둘러싸는 프레임;
    상기 프레임의 상하단 중 일단에 복수의 적외선 발광 소자가 일렬로 배치되는 제1 적외선 발광부;
    상기 프레임의 상하단 중 타단에 복수의 적외선 수광 소자가 일렬로 배치되는 제1 적외선 수광부;
    상기 프레임의 좌우단 중 일단에 복수의 적외선 발광 소자가 일렬로 배치되는 제2 적외선 발광부;
    상기 프레임의 좌우단 중 타단에 복수의 적외선 수광 소자가 일렬로 배치되는 제2 적외선 수광부; 및,
    상기 제1 및 제2 적외선 발광부로부터 발산되는 적외선을 반사시켜 상기 제1 및 제2 적외선 수광부로 전달하는 적외선 반사체부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 터치스크린.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 적외선 발광부는 상기 화면스크린의 정면 방향으로 적외선을 발산하는 것을 특징으로 하는 적외선 터치스크린.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 적외선 수광부는 상기 화면스크린의 정면 방향으로부터 전달되는 적외선을 수신하는 것을 특징으로 하는 적외선 터치스크린.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 적외선 반사체부는,
    상기 제1 및 제2 적외선 발광부에서 발산되는 적외선을 반사하여 상기 제1 및 제2 적외선 수광부 방향으로 전달하는 제1 및 제2 적외선 반사체; 및
    상기 제1 및 제2 적외선 반사체에서 전달되는 적외선을 상기 제1 및 제2 적외선 수광부로 반사시키는 제3 및 제4 적외선 반사체;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 터치스크린.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 적외선 발광부와 상기 제1 및 제2 적외선 수광부의 후면에는 연성인쇄회로기판(FPCB)이 각각 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 적외선 터치스크린.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 화면스크린의 상부에 부착된 강화 유리를 더 포함하며,
    상기 제1 및 제2 적외선 발광부와 상기 제1 및 제2 적외선 수광부는 상기 화면스크린의 정면 방향을 기준으로 상기 강화 유리보다 낮은 높이에 배치되는 것을 특징으로 하는 적외선 터치스크린.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 적외선 발광부와 상기 제1 및 제2 적외선 수광부는 상기 화면스크린의 정면 방향을 기준으로 상기 화면스크린보다 낮은 높이에 배치되는 것을 특징으로 하는 적외선 터치스크린.
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