KR20100113743A - 살균기능을 갖는 터치패널 - Google Patents

Abstract

인체에 영향을 미치지 않으면서 터치패널에 묻어 있는 세균을 자외선을 이용하여 살균하는 살균기능을 갖는 터치패널을 제시한다. 그 패널은 가해지는 압력 등의 감지에 의해 동작되고 세균에 의해 오염될 수 있는 터치판 일면의 둘레에 배치되며 자외선을 발생하는 자외선 발생기 및 자외선이 터치판으로 향하도록 광경로를 형성하면서 자외선 발생기를 덮는 커버를 포함한다.

터치패널, 자외선, 살균, 커버, 광경로

Description

살균기능을 갖는 터치패널{Touch panel with a sterilization function}

본 발명은 압력에 의해 작동하는 터치패널에 관한 것으로, 특히 자외선을 이용하여 살균기능을 갖는 터치패널에 관한 것이다.

터치패널은 손가락 등에 의해 가해지는 접촉으로 작동하는 것으로, 엘리베이터, 각종 자동판매기, 전원스위치, 디지털 도어록(door rock) 등의 버튼(button) 또는 스위치 등으로 다양하게 사용된다. 이러한 터치패널은 이를 사용하는 전기기기에 따라 구조, 형상, 크기를 달리하며, 상기 기기의 동작을 제어한다.

잘 알려진 바와 같이, 사람의 손에는 병원균을 포함하여 수많은 세균이 번식하고 있다. 이에 따라, 손가락으로 터치패널을 누르는 순간 손가락에 살고 있는 세균이 터치패널에 전이된다. 터치패널으로 전이된 세균은 터치패널에서 증식할 수 있고, 또한 다른 사람에게 옮겨지게 된다. 특히, 세균에 노출이 심한 환경을 가진 병원 등에는 터치패널에 묻어 있는 세균이 전염이 큰 문제이다. 따라서 터치패널에 부착된 세균을 제거하는 살균과정이 필요하다.

살균방법은 다양한 방식이 있으나, 자외선은 활용하여 세균을 제거하는 방법이 많이 사용되고 있다. 하지만, 자외선은 인체에 직접 닿으면 인체에 손상을 가져 올 수 있다. 이에 따라, 인체에 영향을 미치지 않으면서 터치패널에 묻어 있는 세균을 자외선을 이용하여 살균하는 방법이 요구되고 있다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 인체에 영향을 미치지 않으면서 터치패널에 묻어 있는 세균을 자외선을 이용하여 살균하는 살균기능을 갖는 터치패널을 제공하는 데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 터치패널은 가해지는 접촉 등과 같은 감지에 의해 동작되고 세균에 의해 오염될 수 있는 터치판과, 상기 터치판 일면의 둘레에 배치되며 자외선을 발생하는 자외선 발생기 및 상기 자외선이 상기 터치판으로 향하도록 광경로를 형성하면서 상기 자외선 발생기를 덮는 커버를 포함한다.

본 발명의 터치패널에 있어서, 상기 광경로는 상기 커버와 상기 터치판 사이의 창에 의해 형성될 수 있고, 상기 커버의 단부와 상기 터치판 사이에 배치된 블록렌즈에 의해 형성될 수 있으며, 상기 커버를 밀봉하면서 상기 터치판 상에 배치된 전반사 물질층에 의해 형성될 수 있다. 이때, 상기 전반사 물질층의 표면에는 상기 자외선의 소실파가 발생하여 상기 세균을 살상할 수 있다. 상기 자외선 발생기는 상기 터치판의 일면의 둘레를 따라 연속적 또는 불연속적으로 배치되며, 상기 불연속인 경우에는 상기 자외선 발생기와 대향되는 부분에 반사판을 배치할 수 있 다.

본 발명의 살균기능을 갖는 터치패널에 의하면, 세균에 의해 오염될 수 있는 터치판 일면의 둘레를 따라 배치되며 자외선 발생기에서 발생된 자외선을 상기 터치판으로 향하도록 광경로가 형성함으로써, 인체에 영향을 미치지 않으면서 터치패널에 묻어 있는 세균을 자외선을 이용하여 살균할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예들은 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.

본 발명의 실시예들은 자외선을 이용하여 터치패널에 묻어 있는 세균을 살균하는 사례를 제시할 것이다. 여기서, 터치패널은 엘리베이터에 사용되는 버튼을 예로 하여 설명할 것이다. 본 발명은 자외선이 터치패널 상의 세균을 죽이면서 인체에는 영향을 미치지 않는 기술적 사상을 제공한다. 따라서 본 발명의 범주 내에서 상기 실시예들은 다양하게 변형될 수 있다.

도 1a는 본 발명의 하나의 실시예에 의한 살균기능을 갖는 제1 터치패널(100)을 나타내는 사시도이다. 도 1b는 도 1a의 1B-1B선을 따라 절단한 단면도이다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 제1 터치패널(100)은 제1 터치패널(100)의 기능을 제어하는 제어판(10) 상에 정보(50)가 실려 있는 터치판(40)이 전기적으로 연결되어 있다. 제어판(10)은 기판에 회로패턴이 배열된 PCB 기판이 바람직하다. 터치판(40)의 둘레에는 자외선을 발생하는 자외선 발생기(30)가 배치되어 있다. 자외선 발생기(30)는 자외선램프 또는 자외선 LED일 수 있으며, 터치판(40)의 둘레를 따라서 끊어짐이 없이 일체를 이루거나, 여러 개의 자외선 발생기가 조합을 이루면서 배치될 수 있다. 이때, 자외선은 180~410㎚ 파장을 이용할 수 있다.

자외선 발생기(30)는, 터치판(40)의 측벽에 고정되고 자외선 발생기(30)와 일정한 간격만큼 떨어져 배치된 커버(20)에 의해, 일부가 외부로 노출되도록 덮여 있다. 다시 말해, 커버(20)는 터치판(40)의 중심에서 보아 자외선 발생기(30)의 일부가 보이도록 부분적으로 개방된 제1 창(24)을 가진다. 즉, 제1 창(24)은 터치판(40)과 커버(20 사이의 틈이며, 이는 자외선 발생기(30)에서 발생한 자외선이 터치판(40) 상으로만 흐르도록 하기 위함이다. 필요에 따라, 커버(20)는 터치판(40)의 표면에 고정되거나, 제1 터치패널(100)의 전체를 감싸는 구조로 구현될 수 있다.

자외선 발생기(30)를 바라보는 방향의 커버(20)의 내면에는 자외선을 반사할 수 있는 반사판(22)을 구비할 수 있다. 반사판(22)은 반사효율이 좋은 물질, 예컨대 알루미늄(Al) 또는 은(Ag)이 증착되거나 적층되어 이루어질 수 있다. 반사판(22)은 도시된 바와 같이 자외선 발생기(30)에 대하여 노출된 커버(20)의 내면 전체에 형성할 수 있으나, 경우에 따라 커버(20) 내면의 일부분에 형성할 수 있다.

커버(20)의 형태는 자외선을 충분하게 차단할 수 있으면 다양하게 할 수 있으며, 여기서는 자외선 발생기(30)의 형상에 부응하도록 상부는 굴곡을 두었다. 창(24)은 앞에서도 설명한 바와 같이 자외선이 터치판(40)으로 흐르도록 유도하는 것이다. 한편 창(24)을 이루는 커버(20)의 단부를 경사각(θ)만큼 경사지게 하는 것이 바람직하다. 즉, 자외선이 경사각(θ)을 이루는 커버(20)의 단부에 다다르면, 자외선은 터치판(40)으로 방향성을 가지면서 방출된다. 이에 따라, 경사각(θ)은 자외선이 터치판(40)으로만 노출될 수 있도록 그 크기를 사전에 설정할 수 있다.

커버(20)의 단부의 폭(W)은 경사각(θ)과 더불어 창(24)으로 방출되는 자외선의 경로를 조절하는 역할을 한다. 예를 들어, 폭(W)이 크면 자외선이 창(24)을 통과하는 영역이 커지므로, 자외선을 터치판(40)으로 더욱 효율적으로 유도할 수 있다. 하지만, 폭(W)의 크기를 적정한 정도 이상으로 하는 것은 어려우므로, 제1 터치패널(100)의 용도 및 크기 등을 고려하여 결정할 수 있다.

이어서, 위와 같은 제1 터치패널(100)이 엘리베이터용 버튼에 사용되는 경우를 가정하여 제1 터치패널(100)이 동작하는 과정을 살펴보기로 한다. 사용자가 제1 터치패널(100)의 터치판(40)을 손가락으로 누르는 것과 같은 감지에 의해, 터치판(40)의 정보(50)가 제어판(10)에 인식되어 엘리베이터를 동작시킨다. 사용자가 손가락을 떼면, 제어판(10)은 자외선 발생기(30)를 작동시켜 자외선을 터치판(40) 상으로 보낸다. 이에 따라, 사용자의 손가락에서 터치판(40)으로 전이된 세균을 자외선에 의해 살균된다.

여기서는 손가락 등의 압력으로 터치판(40)이 작동하는 것으로 설명하였으 나, 압력 이외의 접촉 등에 의해서도 터치판(40)이 작동할 수도 있다. 이와 같은 상태를 통칭하여 감지라고 한다.

한편, 사용자가 손가락을 누른 다음 떼는 과정까지의 시간과 자외선을 방출하는 시간은 제1 터치패널(100)이 적용되는 장치, 예컨대 엘리베이터의 종류가 크기 등에 의해 결정할 수 있다. 구체적으로, 사용자가 버튼에서 손을 뗀 다음 일정한 시간(t₁)이 지난 후 자외선을 조사시간(t₂)으로 가하거나, 엘리베이터를 사용하지 않은 경우를 파악하여 자외선을 조사시간(t₃)으로 가할 수 있다. 즉, 위의 t₁, t₂, t₃을 상황에 맞추어 미리 각각 결정할 수 있고 이를 서로 조합하여 설정할 수 있으며, 별도의 경과시간을 부여할 수도 있다.

도면에는 표현하지 않았지만, 자외선이 조사되는 동안에는 본 발명의 제1 터치패널(100)과 별도로 표시부를 두어 자외선이 조사되고 있다는 것을 알릴 수 있다. 또한 상기 자외선은 접촉하는 공기 중의 산소를 0.003ppm 이하의 오존으로 변환시켜 광원이 닿지 않는 부분을 살균할 수 있다. 오존을 이용하는 경우는 엘리베이터를 사용하고 있지 않은 경우에 자외선의 강도를 높여서 제1 터치패널(100)에 적용하면 더욱 효과적일 것이다. 또한, 본 발명의 제1 터치패널(100)을 손에 의해 세균이 전이되는 것으로 설명하였으나, 공기 중에 부유하는 세균이 부착되는 경우에도 해당된다고 할 것이다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 살균기능을 갖는 제2 터치패널(200)을 나타내는 단면도이다. 이때, 제2 터치패널(200)은 자외선을 보다 정밀하게 터치 판(40)으로 유도하기 위한 볼록렌즈(60)를 두는 것이 제1 터치패널(100)과 다른 점이다. 이에 따라, 볼록렌즈(60)를 제외한 나머지 부분은 제1 터치패널(100)과 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 이때, 제1 터치패널(100)과 동일한 참조부호는 동일한 기능 및 역할을 수행한다.

도 2를 참조하면, 볼록렌즈(60)는 제1 터치패널(100)의 커버(20)의 단부와 터치판(40) 사이에 배치된다. 볼록렌즈(60)는 상기 단부를 따라 일체로 형성되거나, 도시되지는 않았지만 상기 단부를 따라 몇 개의 부분으로 분리되어 배치될 수도 있다. 볼록렌즈(60)는 자외선 발생기(30)에서 발생한 자외선이 터치판(40)으로 유도되도록 한다. 본 발명의 제2 터치패널(200)은 볼록렌즈(60)를 두어 제1 터치패널(100)에 비해 자외선을 터치판(40) 상에 보다 명확하게 전달할 수 있다.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 살균기능을 갖는 제3 터치패널(300)을 나타내는 단면도이다. 이때, 제3 터치패널(300)은 제1 터치패널(100)에서 전반사를 일으키는 전반사 물질층(70)을 두어 자외선을 보다 정밀하게 터치판(40)으로 유도하는 것이 제1 터치패널(100)과 다른 점이다. 따라서 전반사 물질층(70)을 제외한 나머지 부분은 제1 터치패널(100)과 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 이때, 제1 터치패널(100)과 동일한 참조부호는 동일한 기능 및 역할을 수행한다.

도 3에 의하면, 자외선 발생기(30)에서 발생한 자외선은 커버(20)를 밀봉하고 터치판(40) 상에 형성된 전반사 물질층(70)으로 전파된다. 전반사 물질층(70)으로 전파된 자외선은 전반사 물질층(70)에서 전반사되면서 진행되며, 전반사 물질 층(70)의 표면에서는 소실파(evanescent wave)에 의해 세균을 살균한다. 구체적으로, PMMA, PC 및 쿼츠(quartz)와 같이 높은 굴절률을 가지면서 투명 또는 반투명한 물질로 이루어진 전반사 물질층(70)의 표면은 공기와 같은 낮은 굴절률을 가진 물질 사이에 계면을 형성하고 있다. 전반사 물질층(70)으로 자외선이 입사될 때, 입사각이 임계각보다 크면 전반사된다.

자외선이 전반사됨에도 불구하고, 자외선은 파장 정도만큼 낮은 굴절율의 물질을 관통한다. 즉, 계면을 따라 전파된 후 반사되며, 이때 낮은 굴절률을 물질을 관통하는 광을 소실파라고 한다. 소실파의 전계는 반사 지점인 전반사 물질층(70)의 표면에서 최대이며, 계면을 따라 그리고 계면에 수직인 방향에 따라 급격하게 감쇠한다. 이에 따라, 전반사 물질층(70)의 표면에 묻어 있는 세균을 살균할 수 있게 된다.

본 발명의 전반사 물질층(70)은 외부의 압력에 견디면서 공기보다 높은 굴절률을 가진 물질이 바람직하다. 또한, 정보(50)가 작동되도록 외부의 압력이 터치판(40)에 전달되는 정도의 두께를 가진다. 예컨대, 전반사 물질층(70)을 PMMA로 사용하는 경우, 사용자가 PMMA 하부에 배치된 터치판(40)을 향하여 누르면, 그 압력이 터치판(40)에 전달된다.

본 발명의 제3 터치패널(300)에 의하면, 제1 및 제2 터치패널(100, 200)에 비하여 자외선이 노출되는 부분을 터치판(40)의 전면으로 확대시켜 살균효과를 극대화할 수 있다. 또한 전반사에 의한 소실파를 이용함으로써, 자외선이 사용자에 미치는 영향을 최소화할 수 있다. 특히, 제3 터치패널(300)은 은행의 입출금 기기 와 같이 상대적으로 넓은 면적의 터치패널에 유용하다.

본 발명의 제1 내지 제3 터치패널에 따르면, 자외선에 의한 터치패널에 묻어 있는 세균을 죽일 수 있는 다양한 사례를 제시하였다. 이와 같은 본 발명의 터치패널의 특징은 예컨대 세균에 의한 감염가능성이 큰 곳은 상대적으로 강한 자외선을 적용할 수 있는 것과 같이, 터치패널이 놓여지는 환경에 따라 다양하게 활용될 수 있다.

본 발명의 제1 내지 제3 터치패널은 여러 가지 형태가 가능하다. 즉, 앞에서는 원형의 단면을 가진 터치패널들을 예로 들어 설명하였으나, 사각형의 단면을 가진 터치패널도 가능하다. 나아가 자외선 발생기는 터치판의 일면의 둘레를 따라 연속적 또는 불연속적으로 배치될 수 있다. 상기 불연속인 경우에는 자외선 발생기에 대향되는 부분에 반사판을 채용하여 사용할 수 있다.

이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

도 1a는 본 발명의 하나의 실시예에 의한 살균기능을 갖는 제1 터치패널을 나타내는 사시도이고, 도 1b는 도 1a의 1B-1B선을 따라 절단한 단면도이다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 살균기능을 갖는 제2 터치패널을 나타내는 단면도이다.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 살균기능을 갖는 제3 터치패널을 나타내는 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100; 제1 터치패널 200; 제2 터치패널

300; 제3 터치패널 10; 제어판

20, 70; 커버 30; 자외선 발생기

40; 터치판 60; 볼록렌즈

70; 전반사 물질층

Claims (6)

1. 감지에 의해 동작되고, 세균에 의해 오염될 수 있는 터치판;

   상기 터치판 일면의 둘레에 배치되며, 자외선을 발생하는 자외선 발생기; 및

   상기 자외선이 상기 터치판으로 향하도록 광경로를 형성하면서, 상기 자외선 발생기를 덮는 커버를 포함하는 살균기능을 갖는 터치패널.
2. 제1항에 있어서, 상기 광경로는 상기 커버와 상기 터치판 사이의 창에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 살균기능을 갖는 터치패널.
3. 제1항에 있어서, 상기 광경로는 상기 커버의 단부와 상기 터치판 사이에 배치된 블록렌즈에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 살균기능을 갖는 터치패널.
4. 제1항에 있어서, 상기 광경로는 상기 커버를 밀봉하면서 상기 터치판 상에 배치된 전반사 물질층에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 살균기능을 갖는 터치패널.
5. 제4항에 있어서, 상기 전반사 물질층의 표면에는 상기 자외선의 소실파가 발생하여 상기 세균을 살상하며, 상기 물질층은 투명 또는 반투명한 것을 특징으로 하는 살균기능을 갖는 터치패널.
6. 제1항에 있어서, 상기 자외선 발생기는 상기 터치판의 일면의 둘레를 따라 연속적 또는 불연속적으로 배치되며, 상기 불연속인 경우에는 상기 자외선 발생기와 대향되는 부분에 반사판을 배치하는 것을 특징으로 하는 살균기능을 갖는 터치패널.

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