KR20090092879A - Three dimensional controllable infrared ray touch screen - Google Patents
Three dimensional controllable infrared ray touch screenInfo
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Abstract
Description
본 발명은 적외선 발광 소자를 이용하는 터치스크린에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 3차원적으로 조작이 가능한 적외선 터치스크린에 관한 것이다.The present invention relates to a touch screen using an infrared light emitting device, and more particularly to an infrared touch screen which can be operated in three dimensions.
일반적으로 터치스크린(touch screen)이란 화상 정보 출력 장치인 PDP(Plasma Display Panel), LCD(Liquid Crystal Display) 또는 다른 형태의 FPD(Flat Panel Display) 등의 화면스크린과 사용자 간의 인터페이스를 제공하는 장치를 말한다.Generally, a touch screen is a device that provides an interface between a screen screen and a user such as a plasma display panel (PDP), a liquid crystal display (LCD), or another form of a flat panel display (FPD), which is an image information output device. Say.
현재 터치스크린은 은행의 현금 자동 입출금 장치, 휴대용 멀티미디어 재생 장치(PMP, portable multimedia player) 등에 널리 상용화되고 있다.Currently, touch screens are widely commercialized in banks' automated teller machines and portable multimedia player (PMP).
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.Here, the touch screen is divided into a piezoelectric film method and an infrared method, the piezoelectric film method is mainly used for small screens, the infrared method is mainly used for large screens having a diagonal length of more than 1 meter (40 inches).
도 1a는 종래 기술에 따른 적외선 터치스크린의 정면도이다.1A is a front view of an infrared touch screen according to the prior art.
도 1a에서 보는 바와 같이 종래 기술에 따른 터치스크린(100)은 화면스크린(110)을 둘러싸고 있는 프레임(120)을 포함한다.As shown in FIG. 1A, the touch screen 100 according to the related art includes a frame 120 surrounding the screen screen 110.
화면스크린(110)은 LCD, PDP, OLED와 같은 디스플레이 장치의 모니터 화면으로 이루어진다. The screen screen 110 is composed of a monitor screen of a display device such as LCD, PDP, OLED.
프레임(120)은 직사각형의 모양을 가지며, 적외선 발광부, 적외선 수광부 등을 포함한다.The frame 120 has a rectangular shape and includes an infrared light emitting unit, an infrared light receiving unit, and the like.
도 1b는 종래 기술에 따른 적외선 터치스크린의 내부 구성도이다.1B is an internal configuration diagram of an infrared touch screen according to the prior art.
도 1b를 참고하면, 화면스크린(110)의 표면에는 화면스크린(110)을 보호하기 위한 강화 유리(115)가 부착될 수 있다. Referring to FIG. 1B, a tempered glass 115 may be attached to a surface of the screen screen 110 to protect the screen screen 110.
화면스크린(110)을 둘러싸는 프레임(120)의 내부에는 적외선 발광부와 적외선 수광부가 각각 포함된다.An infrared light emitting unit and an infrared light receiving unit are respectively included in the frame 120 surrounding the screen screen 110.
적외선 발광부는 화면스크린(110)의 좌측 상단에 배치되며, 적외선 수광부는 화면스크린(110)의 우측 상단에 배치된다.The infrared light emitting unit is disposed at the upper left of the screen screen 110, and the infrared light receiving unit is disposed at the upper right of the screen screen 110.
적외선 발광부에는 복수의 적외선 발광 소자(130)가 일렬로 배치되어 있고, 적외선 수광부에는 복수의 적외선 수광 소자(140)가 일렬로 배치되어 있다.A plurality of infrared light emitting elements 130 are arranged in a line in the infrared light emitting unit, and a plurality of infrared light receiving elements 140 are arranged in a line in the infrared light receiving unit.
적외선 발광 소자(130)와 적외선 수광 소자(140)의 하단에는 인쇄회로기판(PCB, printed circuits board)(133,143)이 각각 배치될 수 있다.Printed circuit boards (PCBs) 133 and 143 may be disposed at the lower ends of the infrared light emitting device 130 and the infrared light receiving device 140, respectively.
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.In addition, infrared pass filters 135 and 145 are disposed in a direction in which infrared light is emitted from the infrared light emitting device 130 and in a direction in which infrared light is received by the infrared light receiving device 140.
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. The infrared pass filters 135 and 145 are filters that block ultraviolet rays and visible rays, which are bands other than infrared rays, and pass only infrared rays, and are connected in an inclined form between the screen screen 110 and the frame 120.
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.Here, the infrared light emitting device 130 and the infrared light receiving device 140 are located at a position higher than the screen screen 110 as shown in FIG. 1B and are disposed to face each other.
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.That is, the infrared light emitting element 130 and the infrared light receiving element 140 are positioned in a horizontal direction with respect to the screen screen 110, and the infrared rays emitted from the infrared light emitting element 130 pass through the infrared passing filters 135 and 145. Directly transmitted to the infrared light receiving element 140.
그러나, 종래 기술에 따르면, 적외선 발광부(130)와 적외선 수광부(140) 사이에 단일층의 적외선만 통과하게 되므로, 터치스크린은 2차원적으로만 조작이 가능하였다.However, according to the related art, since only a single layer of infrared light passes between the infrared light emitter 130 and the infrared light receiver 140, the touch screen may be operated only two-dimensionally.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 3차원적으로 조작이 가능한 적외선 터치스크린을 제공하는 것이다. Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide an infrared touch screen that can be operated in three dimensions.
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 배치되어 형성된 발광 소자 어레이를 복수 개 포함하는 제1 적외선 발광부, 상기 프레임의 상하단 중 타단에 복수의 적외선 수광 소자가 일렬로 배치되어 형성된 수광 소자 어레이를 복수 개 포함하는 제1 적외선 수광부, 상기 프레임의 좌우단 중 일단에 복수의 적외선 발광 소자가 일렬로 배치되어 형성된 발광 소자 어레이를 복수 개 포함하는 제2 적외선 발광부, 상기 프레임의 좌우단 중 타단에 복수의 적외선 수광 소자가 일렬로 배치되어 형성된 수광 소자 어레이를 복수 개 포함하는 제2 적외선 수광부, 그리고 상기 제1 및 제2 적외선 발광부로부터 발산되는 적외선을 반사시켜 상기 제1 및 제2 적외선 수광부로 전달하는 적외선 반사체부를 포함한다.In accordance with one aspect of the present invention, an infrared touch screen includes a plurality of light emitting device arrays formed by arranging a plurality of infrared light emitting devices in a line surrounding a screen screen and one end of an upper and lower ends of the frame. A first infrared light emitting unit including a plurality of first infrared light emitting units including a plurality of light receiving element arrays formed by arranging a plurality of infrared light receiving elements in a row at the other end of the upper and lower ends of the frame, and a plurality of infrared rays at one end of the left and right ends of the frame A second infrared light emitting unit including a plurality of light emitting element arrays formed by arranging light emitting elements in a row, and a plurality of light receiving element arrays formed by arranging a plurality of infrared light receiving elements in the other end of the left and right ends of the frame; 2 infrared light receiving portion, and red light emitted from the first and second infrared light emitting portion It reflects the infrared ray and comprising a reflector for transmitting to the first and second infrared light-receiving unit.
상기 제1 및 제2 적외선 발광부는 상기 화면스크린의 정면 방향으로 적외선을 발산할 수 있다.The first and second infrared light emitting units may emit infrared rays in the front direction of the screen screen.
상기 제1 및 제2 적외선 수광부는 상기 화면스크린의 정면 방향으로부터 전달되는 적외선을 수신할 수 있다.The first and second infrared light receiving units may receive infrared light transmitted from the front direction of the screen screen.
상기 제1 및 제2 적외선 발광부는, 상기 복수의 적외선 발광 소자 어레이가 상기 화면스크린으로부터 외측 방향으로 순차적으로 배치되어 형성될 수 있다.The first and second infrared light emitting units may be formed by sequentially arranging the plurality of infrared light emitting device arrays in an outward direction from the screen screen.
상기 제1 및 제2 적외선 수광부는, 상기 복수의 적외선 수광 소자 어레이가 상기 화면스크린으로부터 외측 방향으로 순차적으로 배치되어 형성될 수 있다.The first and second infrared light receiving units may be formed by sequentially arranging the plurality of infrared light receiving element arrays in an outward direction from the screen screen.
상기 복수의 발광 소자 어레이와 상기 복수의 수광 소자 어레이의 개수는 동일하며, 상기 복수의 발광 소자 어레이에서 발산된 적외선은 대응되는 상기 복수의 수광 소자 어레이로 전달될 수 있다.The number of the plurality of light emitting element arrays and the plurality of light receiving element arrays are the same, and the infrared rays emitted from the plurality of light emitting element arrays may be transmitted to the corresponding plurality of light receiving element arrays.
상기 복수의 발광 소자 어레이로부터 발산되어 상기 복수의 수광 소자 어레이로 전달되는 적외선의 전달 높이는, 상기 복수의 발광 소자 어레이의 배치 순서에 따라 상이할 수 있다.The transmission height of the infrared rays emitted from the plurality of light emitting element arrays and transferred to the plurality of light receiving element arrays may vary according to the arrangement order of the plurality of light emitting element arrays.
상기 발광 소자 어레이가 상기 화면스크린으로부터 멀어질수록, 상기 발광 소자 어레이로부터 발산되는 적외선의 전달 높이는 낮아질 수 있다.The farther the light emitting device array is from the screen screen, the lower the transmission height of the infrared rays emitted from the light emitting device array.
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.The infrared reflector unit may include first and second infrared reflectors reflecting infrared rays emitted from the first and second infrared light emitters and transmitting the infrared rays toward the first and second infrared light receivers, and the first and second infrared reflectors. It may include a third and fourth infrared reflector for reflecting the infrared rays transmitted from the first and second infrared light receiving portion.
상기 제1 및 제2 적외선 발광부와 상기 제1 및 제2 적외선 수광부의 후면에는 연성인쇄회로기판(FPCB)이 각각 부착되어 있을 수 있다.Flexible printed circuit boards (FPCBs) may be attached to the rear surfaces of the first and second infrared light emitting parts and the first and second infrared light receiving parts, respectively.
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.Further comprising a tempered glass attached to the upper portion of the screen screen, wherein the first and second infrared light emitting portion and the first and second infrared light receiving portion at a height lower than the tempered glass relative to the front direction of the screen screen Can be arranged.
이와 같이 본 발명에 의하면, 사용자가 터치스크린을 3차원적으로 조작할 수 있으므로, 사용자로 하여금 더 큰 흥미와 현실감을 제공할 뿐만 아니라, 모바일 게임 등을 수행하는데 있어서 다양한 기능을 제공할 수 있다.Thus, according to the present invention, since the user can operate the touch screen in three dimensions, not only can provide the user with greater interest and realism, but also provide various functions in playing a mobile game.
또한, 복수의 적외선 발광부를 터치스크린에 대해 수직 배치함으로써 외부 광에 대한 노이즈를 감소시키며, 터치스크린의 부피를 줄일 수 있으므로 소형 모바일 기기에 효과적으로 적용할 수 있다. In addition, since the plurality of infrared light emitting units are vertically disposed with respect to the touch screen, noise of external light may be reduced, and the volume of the touch screen may be reduced, which may be effectively applied to a small mobile device.
도 1a는 종래 기술에 따른 적외선 터치스크린의 정면도이다.1A is a front view of an infrared touch screen according to the prior art.
도 1b는 종래 기술에 따른 적외선 터치스크린의 내부 구성도이다.1B is an internal configuration diagram of an infrared touch screen according to the prior art.
도 2는 일반적인 적외선 터치스크린의 구성을 나타낸 도면이다.2 is a view showing the configuration of a general infrared touch screen.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 적외선 터치스크린의 내부 구성도이다.3 is an internal configuration diagram of an infrared touch screen according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 적외선 터치스크린의 작동 원리를 설명하는 모식도이다.4 is a schematic diagram illustrating an operating principle of an infrared touch screen according to an embodiment of the present invention.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.
먼저, 도 2 및 도 3을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 적외선 터치스크린에 대하여 설명한다.First, an infrared touch screen according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 적외선 터치스크린의 구성을 나타낸 도면이다.2 is a view showing the configuration of an infrared touch screen according to an embodiment of the present invention.
도 2에서 보는 바와 같이, 적외선 터치스크린(200)은 화면스크린(210)과 화면스크린(210)을 둘러싸고 있는 프레임(220)을 포함한다.As shown in FIG. 2, the infrared touch screen 200 includes a screen screen 210 and a frame 220 surrounding the screen screen 210.
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.The inside of the frame 220 includes a vertical infrared light emitter 230, a horizontal infrared light emitter 240, a vertical infrared light receiver 250, a horizontal infrared light receiver 260, and a controller (not shown).
수직 적외선 발광부(230)는 프레임(220)의 상측단에 위치하며, 수평 적외선 발광부(240)는 프레임(220)의 좌측단에 위치한다.The vertical infrared light emitter 230 is located at the upper end of the frame 220, and the horizontal infrared light emitter 240 is located at the left end of the frame 220.
수직 적외선 발광부(230)에는 복수의 발광 소자 어레이(230a, 230b, 230c)가 화면스크린(210)으로부터 외측 방향으로 순차적으로 배치되어 있으며, 각각의 발광 소자 어레이(230a, 230b, 230c)는 복수의 적외선 발광 소자(231, 232, 233)가 각각 일렬로 배치되어 형성된다. In the vertical infrared light emitting unit 230, a plurality of light emitting device arrays 230a, 230b, and 230c are sequentially disposed in an outward direction from the screen screen 210, and each of the light emitting device arrays 230a, 230b, and 230c is provided in plurality. Infrared light emitting elements 231, 232, and 233 are arranged in a line, respectively.
복수의 적외선 발광 소자(231, 232, 233)는 대향하는 적외선 수광 소자(251, 252, 253)로 적외선을 발산한다.The plurality of infrared light emitting elements 231, 232, and 233 emit infrared rays to the opposite infrared light receiving elements 251, 252, and 253.
수평 적외선 발광부(240)에는 복수의 발광 소자 어레이(240a, 240b, 240c)가 화면스크린(210)으로부터 외측 방향으로 순차적으로 배치되어 있으며, 각각의 발광 소자 어레이(240a, 240b, 240c)는 복수의 적외선 발광 소자(241, 242, 243)가 각각 일렬로 배치되어 형성된다. A plurality of light emitting element arrays 240a, 240b and 240c are sequentially disposed in the horizontal infrared light emitting unit 240 in an outward direction from the screen screen 210, and each of the light emitting element arrays 240a, 240b and 240c is provided in plurality. Infrared light emitting elements 241, 242, and 243 are arranged in a line, respectively.
복수의 적외선 발광 소자(241, 242, 243)는 대향하는 적외선 수광 소자(261, 262, 263)로 적외선을 각각 발산한다.The plurality of infrared light emitting elements 241, 242, and 243 emit infrared rays to the opposite infrared light receiving elements 261, 262, and 263, respectively.
수직 적외선 수광부(250)는 프레임(220)의 하측단에 위치하며, 수평 적외선 수광부(260)는 프레임(220)의 우측단에 위치한다.The vertical infrared light receiver 250 is located at the lower end of the frame 220, and the horizontal infrared light receiver 260 is located at the right end of the frame 220.
수직 적외선 수광부(250)에는 복수의 수광 소자 어레이(250a, 250b, 250c)가 화면스크린(210)으로부터 외측 방향으로 순차적으로 배치되어 있으며, 각각의 수광 소자 어레이(250a, 250b, 250c)는 복수의 적외선 수광 소자(251, 252, 253)가 각각 일렬로 배치되어 형성된다.In the vertical infrared light receiving unit 250, a plurality of light receiving element arrays 250a, 250b, and 250c are sequentially disposed outward from the screen screen 210, and each of the light receiving element arrays 250a, 250b and 250c is provided in plurality. Infrared light receiving elements 251, 252, and 253 are arranged in a line, respectively.
복수의 적외선 수광 소자(251, 252, 253)는 대향하는 적외선 발광 소자(231, 232, 233)로부터 발산되는 적외선을 각각 수신한다. The plurality of infrared light receiving elements 251, 252, and 253 respectively receive infrared rays emitted from opposing infrared light emitting elements 231, 232, and 233.
수평 적외선 수광부(260)에는 복수의 수광 소자 어레이(260a, 260b, 260c)가 화면스크린(210)으로부터 외측 방향으로 순차적으로 배치되어 있으며, 각각의 수광 소자 어레이(260a, 260b, 260c)는 복수의 적외선 수광 소자(261, 262, 263)가 각각 일렬로 배치되어 형성된다. In the horizontal infrared light receiving unit 260, a plurality of light receiving element arrays 260a, 260b, and 260c are sequentially disposed outwardly from the screen screen 210, and each of the light receiving element arrays 260a, 260b, and 260c is arranged in plurality. Infrared light receiving elements 261, 262, and 263 are arranged in a line, respectively.
복수의 적외선 수광 소자(261, 262, 263)는 대향하는 적외선 발광 소자(241, 242, 243)로부터 발산되는 적외선을 각각 수신한다. The plurality of infrared light receiving elements 261, 262, and 263 respectively receive infrared rays emitted from opposing infrared light emitting elements 241, 242, and 243.
따라서, 복수의 발광 소자 어레이(230a, 230b, 230c)에 포함된 각각의 적외선 발광 소자(231, 232, 233)는 복수의 수광 소자 어레이(250a, 250b, 250c)에 포함된 각각의 적외선 수광 소자(251, 252, 253)로 적외선을 발산한다.Accordingly, each of the infrared light emitting elements 231, 232, and 233 included in the plurality of light emitting element arrays 230a, 230b, and 230c may include each of the infrared light receiving elements included in the plurality of light receiving element arrays 250a, 250b, and 250c. Infrared rays 251, 252, 253.
그리고, 복수의 발광 소자 어레이(240a, 240b, 240c)에 포함된 각각의 적외선 발광 소자(241, 242, 243)는 복수의 수광 소자 어레이(260a, 260b, 260c)에 포함된 각각의 적외선 수광 소자(261, 262, 263)로 적외선을 발산한다.In addition, each of the infrared light emitting elements 241, 242, and 243 included in the plurality of light emitting element arrays 240a, 240b, and 240c may be each of the infrared light receiving elements included in the plurality of light receiving element arrays 260a, 260b, and 260c. (261, 262, 263) emits infrared light.
수직 적외선 발광부(230)에 포함되는 발광 소자 어레이의 개수는 대응되는 수직 적외선 수광부(250)에 포함되는 수광 소자 어레이의 개수와 동일하다. The number of light emitting device arrays included in the vertical infrared light emitting unit 230 is the same as the number of light receiving device arrays included in the corresponding vertical infrared light receiving unit 250.
그리고, 수평 적외선 발광부(240)에 포함되는 발광 소자 어레이의 개수는 대응되는 수평 적외선 수광부(260)에 포함되는 수광 소자 어레이의 개수와 동일하다. The number of light emitting device arrays included in the horizontal infrared light emitting unit 240 is the same as the number of light receiving device arrays included in the corresponding horizontal infrared light receiving unit 260.
한편, 도 2에서는 적외선 발광부 및 적외선 수광부(230 내지 260)에는 발광 소자 어레이와 수광 소자 어레이가 각각 3개씩 포함되는 것으로 도시하였으나, 설계에 따라 그 수는 용이하게 변경이 가능하다. 사용자에 의해 선택 입력되는 눌림 좌표(터치 데이터)에 대한 해상도를 높이기 위해서는 발광 소자 어레이와 수광 소자 어레이의 수를 증가시키면 된다.Meanwhile, in FIG. 2, the infrared light emitting unit and the infrared light receiving unit 230 to 260 each include three light emitting element arrays and three light receiving element arrays. However, the number may be easily changed according to design. In order to increase the resolution of the push coordinates (touch data) selected and input by the user, the number of light emitting element arrays and light receiving element arrays may be increased.
제어부는 수직 및 수평 적외선 수광부(250, 260)의 검출 결과를 수신하여 화면스크린(210)의 눌림 좌표를 3차원으로 검출할 수 있다. 눌림 좌표를 3차원으로 인식할 수 있는 방법에 대해서는 아래에서 구체적으로 설명한다.The controller may detect the push coordinates of the screen screen 210 in three dimensions by receiving detection results of the vertical and horizontal infrared light receiving units 250 and 260. A method of recognizing the pressed coordinates in three dimensions will be described in detail below.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 적외선 터치스크린의 내부 구성도이다.3 is an internal configuration diagram of an infrared touch screen according to an embodiment of the present invention.
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. The screen screen 210 is formed of a monitor screen of a display device such as an LCD, a PDP, or an OLED, and a tempered glass 215 for protecting the screen screen 210 may be attached to a surface of the screen screen 210.
도 3에서는 설명의 편의상, 도 2와 마찬가지로 수평 적외선 발광부(240)에 포함된 3개의 적외선 발광 소자(241, 242, 243)와 수평 적외선 수광부(260)에 포함된 3개의 적외선 수광 소자(261, 262, 263)에 대해서 설명하기로 한다. In FIG. 3, for convenience of description, three infrared light emitting elements 241, 242, and 243 included in the horizontal infrared light emitting unit 240 and three infrared light receiving elements 261 included in the horizontal infrared light receiving unit 260, as in FIG. 2. , 262, 263 will be described.
즉, 프레임(220)의 좌측단에는 복수의 적외선 발광 소자(241, 242, 243)가 위치하며, 프레임(220)의 우측단에는 복수의 적외선 수광 소자(261, 262, 263)가 위치한다. That is, the plurality of infrared light emitting elements 241, 242, and 243 are positioned at the left end of the frame 220, and the plurality of infrared light receiving elements 261, 262, and 263 are positioned at the right end of the frame 220.
여기서, 적외선 발광 소자(241, 242, 243)는 화면스크린(210)에 대하여 수직 방향으로 설치되어 있어, 화면스크린(210)의 정면 방향으로 적외선을 발산시킨다.Here, the infrared light emitting elements 241, 242, and 243 are installed in the vertical direction with respect to the screen screen 210, and emit infrared light in the front direction of the screen screen 210.
그리고, 적외선 수광 소자(261, 262, 263)도 화면스크린(210)에 대하여 수직 방향으로 설치되어 있어, 화면스크린(210)의 정면 방향으로부터 전달되는 적외선을 수신한다.In addition, the infrared light receiving elements 261, 262, and 263 are also installed in the vertical direction with respect to the screen screen 210 to receive infrared light transmitted from the front direction of the screen screen 210.
적외선 발광 소자(241, 242, 243)와 적외선 수광 소자(261, 262, 263)의 정면에는 적외선 반사체(247, 267)가 배치된다.Infrared reflectors 247 and 267 are disposed in front of the infrared light emitting elements 241, 242 and 243 and the infrared light receiving elements 261, 262 and 263.
적외선 반사체(247, 267)은 적외선 반사 특성이 좋은 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어져 있다. The infrared reflectors 247 and 267 are made of indium tin oxide (ITO) having good infrared reflecting properties.
적외선 반사체(247)는 적외선 발광 소자(241, 242, 243)에서 발산된 적외선을 적외선 수광 소자(261, 262, 263) 쪽으로 전달하기 위하여 경사진 형태로 배치되며, 약 45도 각도로 기울어지는 것이 바람직하다.The infrared reflector 247 is disposed in an inclined form to transmit infrared rays emitted from the infrared light emitting elements 241, 242, and 243 toward the infrared light receiving elements 261, 262, and 263, and is inclined at an angle of about 45 degrees. desirable.
마찬가지로 적외선 반사체(267)는 적외선 발광 소자(241, 242, 243) 쪽에서 전달된 적외선을 적외선 수광 소자(261, 262, 263)로 전달하기 위하여 경사진 형태로 배치된다.Similarly, the infrared reflector 267 is disposed in an inclined form to transmit infrared light transmitted from the infrared light emitting elements 241, 242, and 243 to the infrared light receiving elements 261, 262, and 263.
따라서, 적외선 발광 소자(241, 242, 243)에서 발산된 적외선은 적외선 반사체(247), 적외선 통과 필터(245, 265) 및 적외선 반사체(267)를 차례로 거쳐서 각각 적외선 수광 소자(261, 262, 263)에 전달된다.Therefore, the infrared rays emitted from the infrared light emitting elements 241, 242, and 243 pass through the infrared reflector 247, the infrared passing filter 245, 265, and the infrared reflector 267, respectively, and the infrared light receiving elements 261, 262, and 263 respectively. Is delivered).
여기서, 적외선 발광 소자(243)와 적외선 수광 소자(263) 사이에 전달되는 적외선은 적외선 발광 소자(242)와 적외선 수광 소자(262) 사이에 전달되는 적외선보다 화면스크린(210)으로부터 낮은 높이에서 전달된다.Here, the infrared rays transmitted between the infrared light emitting element 243 and the infrared light receiving element 263 are transmitted at a lower height from the screen screen 210 than the infrared rays transmitted between the infrared light emitting element 242 and the infrared light receiving element 262. do.
또한, 적외선 발광 소자(242)와 적외선 수광 소자(262) 사이에 전달되는 적외선은 적외선 발광 소자(241)와 적외선 수광 소자(261) 사이에 전달되는 적외선보다 화면스크린(210)으로부터 낮은 높이에서 전달된다. In addition, the infrared rays transmitted between the infrared light emitting element 242 and the infrared light receiving element 262 are transmitted at a lower height from the screen screen 210 than the infrared rays transmitted between the infrared light emitting element 241 and the infrared light receiving element 261. do.
즉, 화면스크린(210)으로부터 상대적으로 먼 곳에 위치한 적외선 발광 소자와 적외선 수광 소자 사이에 전달되는 적외선은, 화면스크린(210)으로부터 상대적으로 가까운 곳에 위치한 적외선 발광 소자와 적외선 수광 소자 사이에 전달되는 적외선에 비하여 화면스크린(210)의 정면 방향을 기준으로 낮은 높이에서 전달된다.That is, the infrared rays transmitted between the infrared light emitting element and the infrared light receiving element positioned relatively far from the screen screen 210 are the infrared rays transmitted between the infrared light emitting element and the infrared light receiving element positioned relatively close to the screen screen 210. Compared to the front direction of the screen screen 210 is transmitted at a lower height than.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 복수의 적외선 발광 소자(241, 242, 243)와 복수의 적외선 수광 소자(261, 262, 263)를 설치함으로써, 전달되는 적외선의 전달 높이를 각각 다르게 설정할 수 있다.As described above, according to the exemplary embodiment of the present invention, the plurality of infrared light emitting elements 241, 242, and 243 and the plurality of infrared light receiving elements 261, 262, and 263 are provided to set different transmission heights of the infrared rays. Can be.
이하에서는, 도 4를 통하여 본 발명에 따른 터치스크린에서 눌림 좌표를 3차원으로 인식하는 방법에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of recognizing push coordinates in three dimensions in the touch screen according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 4.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 적외선 터치스크린의 작동 원리를 설명하는 블럭도이다.4 is a block diagram illustrating an operating principle of an infrared touch screen according to an embodiment of the present invention.
도 4와 같이, 제어부(270)는 적외선 발광부(230, 240)와 적외선 수광부(250, 260)의 동작을 제어한다. As illustrated in FIG. 4, the controller 270 controls the operations of the infrared light emitters 230 and 240 and the infrared light receivers 250 and 260.
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.The infrared rays emitted from the infrared light emitters 230 and 240 are detected by the infrared light receivers 250 and 260, and the detection results of the infrared light receivers 250 and 260 are input back to the controller 270.
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. In this process, when a pressing occurs in the area between the infrared light emitting units 230 and 240 and the infrared light receiving units 250 and 260, that is, the screen screen 210, the infrared rays generated by the infrared light emitting units 230 and 240 are generated by the human. It is blocked in the middle by a finger or a stylus pen and is not detected by the infrared light receiving units 250 and 260.
따라서, 적외선 수광부(250, 260)의 검출 결과를 인가받는 제어부(270)는 눌림이 발생한 지점의 좌표를 검출할 수 있다.Accordingly, the controller 270 receiving the detection result of the infrared light receiving units 250 and 260 may detect the coordinates of the point where the pressing occurs.
예를 들어, 수직 적외선 수광부(250)에서 수광 소자가(251, 252, 253)가 일렬로 배열된 방향을 X축, 수평 적외선 수광부(260)에서 수광 소자가(261, 262, 263)가 일렬로 배열된 방향을 Y축, 그리고 터치스크린(200)의 정면 방향을 Z축으로 가정하면, 눌림 좌표(x, y, z)는 다음과 같이 구해질 수 있다.For example, in the vertical infrared light receiving unit 250, the light receiving elements 251, 252, and 253 are arranged in a row in the X axis, and the horizontal light receiving units 260 are arranged in the direction of the light receiving elements 261, 262, and 263. Assuming that the directions arranged as the Y-axis and the front direction of the touch screen 200 are the Z-axis, the push coordinates (x, y, z) can be obtained as follows.
다시 도 2를 참고하면, 먼저 사람이 터치스크린(200) 상에 손가락을 위치시킨 좌표(x, y)에 해당하는 수광 소자는 적외선을 검출하지 못하게 되므로 이로부터 2차원 좌표 정보(x, y)를 구할 수 있다. Referring back to FIG. 2, first, since the light receiving element corresponding to the coordinates (x, y) where a person places a finger on the touch screen 200 does not detect infrared rays, the two-dimensional coordinate information (x, y) therefrom. Can be obtained.
그리고 도 3을 참고하면, 동일한 좌표(x, y)에 해당하는 수광 소자라도 손가락이 터치스크린(200)으로부터 이격된 거리에 따라 적외선 검출 여부가 달라질 수 있다. 예를 들어 손가락을 터치스크린(200)에 닿도록 하면 3개의 수광소자(261, 262, 263) 모두 적외선을 검출하지 못한다. 한편 손가락을 터치스크린(200)으로부터 조금씩 떨어뜨려 나가면 수광소자(261, 262, 263)는 순차적으로 적외선을 검출할 수 있게 된다. In addition, referring to FIG. 3, even if the light receiving device corresponds to the same coordinates (x, y), the detection of infrared rays may vary according to a distance from which the finger is separated from the touch screen 200. For example, when a finger touches the touch screen 200, all three light receiving elements 261, 262, and 263 do not detect infrared rays. On the other hand, if the finger slightly away from the touch screen 200, the light receiving elements 261, 262, 263 can sequentially detect the infrared.
이와 같은 방식으로 제어부(270)는 좌표 정보(z)를 구할 수 있고 앞에서 구한 2차원 좌표 정보(x,y)와 결합함으로써 사용자의 의한 눌림 좌표(x,y,z)를 3차원으로 구할 수 있게 된다.In this way, the control unit 270 can obtain the coordinate information (z) and can obtain the user's push coordinates (x, y, z) in three dimensions by combining with the two-dimensional coordinate information (x, y) obtained above. Will be.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면 사용자는 3차원적으로 터치스크린을 조작할 수 있으므로, 본 발명의 실시예에 따른 터치스크린을 구현하는 디스플레이 장치는 더욱 다양한 기능을 가질 수 있다.As described above, since the user can operate the touch screen in three dimensions, the display apparatus implementing the touch screen according to the embodiment of the present invention may have various functions.
예를 들어, 터치스크린을 응용한 전투 게임에서, 사용자가 터치스크린을 터치하는 강도에 따라서 더욱 강력한 무기를 발사할 수 있도록 설정할 수 있다.For example, in a combat game using a touch screen, a user can set a more powerful weapon according to the strength of touching the touch screen.
즉, 종래의 2차원적으로 조작가능한 터치스크린을 개량하여 3차원적으로 조작이 가능한 터치스크린을 구현함으로써, 사용자로 하여금 더욱 큰 흥미를 유발시킬 수 있으며, 더욱 큰 현실감을 제공할 수 있다.That is, by implementing a touch screen that can be manipulated three-dimensionally by improving the conventional two-dimensionally operable touch screen, the user can cause greater interest and provide greater realism.
한편, 적외선 발광 소자(241, 242)와 적외선 수광 소자(261, 262)의 하단에는 연성회로인쇄기판(FPCB, flexible printed circuits board)(244, 264)가 각각 배치되어 터치스크린 동작을 제어함과 동시에, 프레임(220)의 부피도 줄일 수 있다.Meanwhile, flexible printed circuits boards (FPCBs) 244 and 264 are disposed at lower ends of the infrared light emitting devices 241 and 242 and the infrared light receiving devices 261 and 262 to control touch screen operation. At the same time, the volume of the frame 220 can be reduced.
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. According to the embodiment of the present invention, the height difference between the screen screen 210 and the frame can be reduced, so that not only the volume of the entire display can be reduced but also it can be effectively applied to a small mobile device in which design is important.
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. In particular, according to an exemplary embodiment of the present invention, the infrared light emitters 230 and 240 and the infrared light receivers 250 and 260 may be disposed at a height lower than that of the tempered glass 215 based on the front direction of the screen screen 210. .
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.In addition, according to the design, the infrared light emitters 230 and 240 and the infrared light receivers 250 and 260 may be disposed at a height lower than that of the screen screen 210 based on the front direction of the screen screen 210.
또한, 적외선 수광 소자(261, 262) 또는 그 주변을 검은 색 계통으로 처리함으로써, 프레임에 의해 반사되는 외부광을 흡수하도록 하여, 외부광에 의한 노이즈를 효과적으로 줄일 수 있다.In addition, by treating the infrared light receiving elements 261 and 262 or the surroundings thereof with a black system, the external light reflected by the frame can be absorbed, thereby effectively reducing noise caused by the external light.
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. In the exemplary embodiment of the present invention, the infrared light emitting units 230 and 240 are positioned at the upper and left ends of the frame 220, and the infrared light receiving units 250 and 260 are located at the lower and right ends of the frame 220. Although shown, the position of the right and left can be changed according to the design.
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. In addition, in the exemplary embodiment of the present invention, the infrared pass filters 245 and 265 are described as being inclined, but the infrared pass filters 245 and 265 may be changed into various shapes such as curves and right angles. Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.
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