KR20110050345A - Touchscreen device and scan method thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A touch screen and scanning method thereof are provided to perform a touch input at a low cost in an infrared ray method. CONSTITUTION: A control unit(109) controls a scan of total surface of a display unit. A first originating unit(161) drives a first light emitting element unit(150). A second sending unit(163) drives a second light emitting element unit(120). A first receiving unit(162) drives a first receiving light element unit(130). A second receiving unit(164) drives a second light receiving element unit(140). When the light emitting element of the first light emitting element unit is successively switched on, the control unit successively switches a light receiving element of the first light receiving element unit on.

Description

터치스크린 장치 및 그의 스캔 방법{Touchscreen device and scan method thereof} Touch screen device and scan method thereof

본 발명은 터치스크린 장치에 관한 것으로 특히, 적외선을 이용하는 터치스크린 장치 및 그의 스캔 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a touch screen device, and more particularly, to a touch screen device using infrared rays and a scanning method thereof.

일반적으로 터치 입력 장치는 소형 전자기기부터 대형 디스플레이 장치까지 널리 이용되는 추세이다.In general, touch input devices are widely used in small electronic devices to large display devices.

우리 주위에서도 은행의 ATM 기기나 교육용으로도 보급이 증가하는 추세이다.It is also spreading around banks' ATMs and education.

그런데, 대부분의 터치 입력 장치는 정전용량 방식이나 압력식 방식으로서 터치 입력장치를 구현하기 위해 많은 비용이 소요된다. 특히 디스플레이의 크기가 커질수록 제조비용은 더욱 더 증가하게 된다. However, most touch input devices are expensive to implement the touch input device as a capacitive type or a pressure type. In particular, as the size of the display increases, the manufacturing cost increases.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 문제점을 해결하고자 하는 것으로 적외선 방식을 이용하여 적은 비용으로 터치 입력을 가능하게 하는 터치스크린 장치 및 그의 스캔 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to solve a conventional problem, and to provide a touch screen device and a scanning method thereof that enable a touch input at a low cost by using an infrared method.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 터치스크린 장치는,Touch screen device according to a feature of the present invention for solving this problem,

정보를 표시하기 위한 표시부와 결합되는 형태로 설치되는 터치스크린 장치로서, A touch screen device which is installed in combination with a display unit for displaying information,

상기 표시부의 가로방향의 일측에 형성되며, 상기 표시부의 가로길이에 대응하여 가로 방향으로 배열된 복수개의 발광소자를 구비하는 제1 발광소자부;A first light emitting device unit formed on one side of the display unit in a horizontal direction and having a plurality of light emitting devices arranged in a horizontal direction corresponding to a horizontal length of the display unit;

상기 표시부의 가로방향으로 타측에 형성되며, 상기 표시부의 가로 길이에 대응하여 가로 방향으로 배열된 복수개의 수광소자를 구비하는 상기 제1 수광소자부;A first light receiving element unit formed on the other side in the horizontal direction of the display unit and having a plurality of light receiving elements arranged in a horizontal direction corresponding to the horizontal length of the display unit;

상기 표시부의 세로방향의 일측에 형성되며, 상기 표시부의 세로길이에 대응하여 세로 방향으로 배열된 복수개의 발광소자를 구비하는 제2 발광소자부;A second light emitting device unit formed on one side of the display unit in a vertical direction and having a plurality of light emitting devices arranged in a vertical direction corresponding to the length of the display unit;

상기 표시부의 세로방향으로 타측에 형성되며, 상기 표시부의 세로 길이에 대응하여 세로 방향으로 배열된 복수개의 수광소자를 구비하는 상기 제2 수광소자부;A second light receiving element unit formed on the other side in the vertical direction of the display unit and having a plurality of light receiving elements arranged in the vertical direction corresponding to the longitudinal length of the display unit;

상기 표시부의 전체 면적을 스캔하도록 제어하고, 스캔된 결과값을 출력제어하는 제어부;A control unit which controls to scan the entire area of the display unit and outputs the scanned result value;

상기 제어부의 제어에 따라 상기 제1 발광소자부를 구동하는 제1 발신부;A first transmitter for driving the first light emitting device unit under the control of the controller;

상기 제어부의 제어에 따라 상기 제2 발광소자부를 구동하는 제2 발신부A second transmitting unit which drives the second light emitting element unit under the control of the controller;

상기 제어부의 제어에 따라 상기 제1 수광소자부를 구동하는 제1 수신부
A first receiver driving the first light receiving element according to the control of the controller;

상기 제어부의 제어에 따라 상기 제2 수광소자부를 구동하는 제2 수신부를 포함하며,A second receiver driving the second light receiving element according to the control of the controller;

상기 제어부는 상기 제1 발광소자부의 발광소자를 순차적으로 온시킬때, 이에 대응하는 상기 제1 수광소자부의 수광소자를 순차적으로 온시켜 스캔을 하는 것을 특징으로 한다.When the controller sequentially turns on the light emitting devices of the first light emitting device, the controller sequentially scans the light receiving devices of the first light receiving device.

또한, 상기 제어부는 상기 제2 발신부에 연결된 발광소자를 순차적으로 온시킬때, 이에 대응하는 상기 제2 수신부에 연결된 수광소자를 순차적으로 온시켜 스캔을 하는 것을 특징으로 한다. The controller may sequentially scan the light emitting elements connected to the second receiver by sequentially turning on the light emitting elements connected to the second transmitter.

필요에 따라 Z축방향의 변화를 감지하는 제1 3축 가속도 미터 및 상기 제1 3축 가속도 미터와 소정거리가 이격되어 설치되는 제2 3축 가속도 미터를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 제1, 제2 3축 가속도 미터의 출력으로부터 회전을 판단하는 것을 특징으로 한다. If necessary, further comprising a first three-axis accelerometer for detecting a change in the Z-axis direction and a second three-axis accelerometer installed a predetermined distance apart from the first three-axis accelerometer, the control unit is the first Rotation is determined from the output of the second three-axis accelerometer.

상기 제1, 제2 발신부 및 제1, 제2 수신부는 각각 복수의 구동 모듈 형태로 구성되는 것을 특징으로 한다.The first and second transmitters and the first and second receivers may be configured in the form of a plurality of driving modules, respectively.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따른 터치스크린 장치의 스캔 방법은,According to another aspect of the present invention, there is provided a scanning method of a touch screen device.

제어부의 제어에 따라 제1 발신부 및 제2 발신부가 표시부의 X축과 Y축에 대해 각각 스캔을 하며, 상기 제1 발신부는 제1, 제2 구동 모듈을 구비하고, 제2 구동부는 각각 제3, 제4 구동 모듈을 구비하는 터치스크린 장치의 스캔 방법으로서,According to the control of the controller, the first transmitter and the second transmitter scan the X and Y axes of the display unit, respectively, the first transmitter includes first and second drive modules, and the second driver includes a first driver. 3, a method of scanning a touch screen device having a fourth drive module,

상기 제1 구동모듈이 스캔을 할때 동시에 제3 구동모듈이 스캔을 하고,When the first drive module scans at the same time the third drive module scans,

상기 제2 구동모듈이 스캔을 할때 동시에 제4 구동모듈이 스캔을 하는 것을 특징으로 한다.The fourth driving module scans simultaneously when the second driving module scans.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따른 터치스크린 장치의 스캔 방법은,According to another aspect of the present invention, there is provided a scanning method of a touch screen device.

제어부의 제어에 따라 제1 발신부 및 제2 발신부가 표시부의 X축과 Y축에 대해 각각 스캔을 하며, 상기 제1구동부는 제1, 제2 구동 모듈을 구비하고, 제2 발신부는 각각 제3, 제4 구동 모듈을 구비하는 터치스크린 장치의 스캔방법으로서,Under the control of the control unit, the first transmitter and the second transmitter scan the X and Y axes of the display unit, respectively, the first driver includes first and second drive modules, and the second transmitter comprises 3, as a scanning method of a touch screen device having a fourth drive module,

상기 제1 구동모듈이 스캔을 할때 동시에 제2 구동모듈이 스캔을 하고,When the first drive module scans at the same time the second drive module scans,

상기 제3 구동모듈이 스캔을 할때 동시에 제4 구동모듈이 스캔을 하는 것을 특징으로 한다.The fourth driving module scans at the same time when the third driving module scans.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따른 터치스크린 장치의 스캔 방법은,According to another aspect of the present invention, there is provided a scanning method of a touch screen device.

제어부의 제어에 따라 발신부가 표시부의 일방향에 대해 스캔을 하는 터치스크린 장치의 스캔방법으로서,A scanning method of a touch screen device in which a sender scans one direction of a display unit under control of a controller.

상기 발신부가 상기 표시부의 전체구간을 스캔을 할때 임의의 지점에서 물체가 감지되었을때, When an object is detected at an arbitrary point when the transmitter scans the entire section of the display unit,

상기 발신부는 다음번 스캔시에, 상기 물체가 감지된 위치에서 좌우 소정의 범위에 대해서 스캔을 하는 것을 특징으로 한다.The transmitter may scan the predetermined left and right ranges at the position where the object is detected at the next scan.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따른 터치스크린 장치의 스캔 방법은,According to another aspect of the present invention, there is provided a scanning method of a touch screen device.

제어부의 제어에 따라 발신부가 표시부의 일방향에 대해 스캔을 하며, 상기 발신부는 제1, 제2 구동 모듈을 구비하는 터치스크린 장치의 스캔방법으로서,According to the control of the controller, the transmitter scans one direction of the display unit, and the transmitter is a scanning method of the touch screen device including the first and second driving modules.

상기 제1 구동모듈이 상기 표시부의 일부구간에 대해 스캔을 할때 임의의 지점에서 물체가 감지되었을때, When an object is detected at an arbitrary point when the first driving module scans a portion of the display unit,

상기 제어부는 다음번 스캔시에, 상기 물체가 감지된 위치에서 좌우 소정의 범위에 대해서 스캔을 하되, 상기 소정 범위가 상기 제1 구동 모듈의 스캔 범위를 벗어난 경우에 상기 제2 구동모듈이 상기 물체가 감지된 위치에서 좌우 소정의 범위에 대해서 스캔이 되도록 나머지 구간을 스캔하는 것을 특징으로 한다.The control unit scans a predetermined range to the left and right at a position where the object is detected at the next scan, and when the predetermined range is out of the scan range of the first driving module, the second driving module may detect the object. The remaining section may be scanned such that the scan is performed on the left and right predetermined ranges at the detected position.

본 발명의 실시예에서는, 적외선 방식을 이용하여 적은 비용으로 터치 입력을 가능하게 하며, 특히 대형 디스플레이에서 정확하게 터치 입력을 감지하고, 제조비용을 많이 절약할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서는 동시에 복수의 영역을 스캔하여 스캔시간을 단축할 수 있다.In the embodiment of the present invention, the infrared input method enables a touch input at a low cost, in particular, it is possible to accurately detect the touch input in a large display and to save a lot of manufacturing costs. In addition, in the embodiment of the present invention, the scan time can be shortened by simultaneously scanning a plurality of areas.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 터치스크린 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1의 X 구동부 및 X 수신부 등을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 구조에서 X 수신부의 하나의 수광소자로 수신된 전압을 나타낸 파형도이다.
도 4는 발신부와 수신부를 상세히 나타낸 도면이다.
도 5는 발신부와 수신부를 배치 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 터치스크린장치의 스캔 방법을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린장치의 스캔 방법을 나타낸 도면이다.
도 8 및 도9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린장치의 스캔 방법을 나타낸 도면이다.1 is a block diagram of a touch screen device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an X driver and an X receiver of FIG. 1.
3 is a waveform diagram illustrating a voltage received by one light receiving element of the X receiving unit in the structure of FIG. 2.
4 is a diagram illustrating in detail a transmitter and a receiver.
5 is a diagram illustrating an arrangement state of a transmitter and a receiver.
6 is a diagram illustrating a scan method of a touch screen device according to an exemplary embodiment of the present invention.
7 is a view showing a scan method of a touch screen device according to another embodiment of the present invention.
8 and 9 illustrate a scanning method of a touch screen device according to another exemplary embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.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. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, without excluding other components unless specifically stated otherwise.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 터치스크린 장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a touch screen device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치스크린장치는 정보를 표시하기 위한 표시부(도면미도시)와 결합되는 형태로 설치되는데, 스캔영역이 표시부이다.Referring to FIG. 1, a touch screen device according to an exemplary embodiment of the present invention is installed in a form of being combined with a display unit (not shown) for displaying information, and a scan area is a display unit.

터치스크린 장치는 디스플레이 장치의 데이터가 표시되는 표시부 화면 상에 사용자의 터치 동작을 감지하기 위해 패널 형태로 장착된다. The touch screen device is mounted in a panel form to detect a user's touch operation on a display screen on which data of the display device is displayed.

표시부는 제어부(109)가 출력하는 데이터, 사용자 선택이 가능한 이미지, 아이콘 및 메뉴 항목 등이 포함된 화면을 표시할 수 있다. 그리고 표시부는 제어부(109)가 구현하는 기능에 따른 다양한 화면을 표시할 수 있다.The display unit may display a screen including data output from the controller 109, an image that can be selected by a user, an icon, a menu item, and the like. In addition, the display unit may display various screens according to functions implemented by the controller 109.

X 발광소자부(150)는 상기 표시부의 가로방향의 일측에 형성되며, 상기 표시부의 가로길이에 대응하여 가로 방향으로 배열된 복수개의 발광소자를 구비한다. X 수광소자부(130)는 상기 표시부의 가로방향으로 타측에 형성되며, 상기 표시부의 가로 길이에 대응하여 가로 방향으로 배열된 복수개의 수광소자를 구비한다.The X light emitting device unit 150 is formed at one side in the horizontal direction of the display unit and includes a plurality of light emitting devices arranged in the horizontal direction corresponding to the horizontal length of the display unit. The X light receiving element unit 130 is formed on the other side in the horizontal direction of the display unit and includes a plurality of light receiving elements arranged in the horizontal direction corresponding to the horizontal length of the display unit.

Y 발광소자부(120)는 상기 표시부의 세로방향의 일측에 형성되며, 상기 표시부의 세로길이에 대응하여 세로 방향으로 배열된 복수개의 발광소자를 구비한다. Y 수광소자부(140)는 상기 표시부의 세로방향으로 타측에 형성되며, 상기 표시부의 세로 길이에 대응하여 세로 방향으로 배열된 복수개의 수광소자를 구비한다.The Y light emitting device unit 120 is formed on one side of the display device in the longitudinal direction, and includes a plurality of light emitting devices arranged in the vertical direction corresponding to the length of the display unit. The Y light receiving element unit 140 is formed on the other side in the vertical direction of the display unit and includes a plurality of light receiving elements arranged in the vertical direction corresponding to the vertical length of the display unit.

X 발신부(161)는 상기 제어부(109)의 제어에 따라 상기 제1 발광소자부(150)를 구동한다. Y 발신부(163)는 상기 제어부(109)의 제어에 따라 상기 제2 발광소자부(120)를 구동한다.The X transmitter 161 drives the first light emitting device unit 150 under the control of the controller 109. The Y transmitter 163 drives the second light emitting device 120 under the control of the controller 109.

X 수신부(162)는 상기 제어부의 제어에 따라 상기 제1 수광소자부(130)를 구동한다. Y 수신부(164)는 상기 제어부의 제어에 따라 상기 제2 수광소자부(140)를 구동한다.The X receiver 162 drives the first light receiving element 130 under the control of the controller. The Y receiving unit 164 drives the second light receiving element unit 140 under the control of the control unit.

제어부(109)는 상기 표시부의 전체 면적을 스캔하도록 제어하고, 스캔된 결과값을 출력제어한다. The control unit 109 controls to scan the entire area of the display unit and outputs the scanned result value.

상기 제어부(109)는 상기 X 발신부(161)의 발광소자부(150)의 발광소자를 순차적으로 온시킬때, 이에 대응하는 상기 X 수신부(162)의 수광소자부(130)의 수광소자를 순차적으로 온시켜 X축 방향에 대한 스캔을 한다.When the control unit 109 sequentially turns on the light emitting device of the light emitting device unit 150 of the X transmitter 161, the control unit 109 selects the light receiving device of the light receiving device unit 130 of the X receiver 162 corresponding thereto. Turn on sequentially to scan in the X-axis direction.

또한, 상기 제어부(109)는 상기 Y 발신부(163)의 발광소자부(120)의 발광소자를 순차적으로 온시킬때, 이에 대응하는 상기 Y 수신부(164)의 수광소자부(140)의 수광소자를 순차적으로 온시켜 Y축 방향에 대한 스캔을 한다. In addition, when the control unit 109 sequentially turns on the light emitting device of the light emitting device unit 120 of the Y transmitter 163, the light receiving device 140 of the Y receiver 164 corresponding thereto receives the light. The devices are sequentially turned on to scan in the Y-axis direction.

필요에 따라 Z축방향의 변화를 감지하는 제1 3축 가속도 미터(110) 및 상기 제1 3축 가속도 미터와 소정거리가 이격되어 설치되는 제2 3축 가속도 미터(120)를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 제1, 제2 3축 가속도 미터(110, 111)의 출력으로부터 회전을 판단한다. If necessary, further includes a first three-axis accelerometer 110 for detecting a change in the Z-axis direction and a second three-axis accelerometer (120) which is installed at a predetermined distance apart from the first three-axis accelerometer, The controller determines rotation from the outputs of the first and second triaxial accelerometers 110 and 111.

상기 X, Y 발신부(161, 162) 및 X, Y 수신부(163, 164)는 각각 복수의 모듈형태로 구성되며, 발광소자와 일체형으로 모듈을 구성할 수 있다. 즉, 하나의 모듈이 구동 모듈 1개의 복수의 발광소자 또는 수광소자로 구성될 수 있다.The X and Y transmitters 161 and 162 and the X and Y receivers 163 and 164 may each be configured in a plurality of module forms and may be integrally formed with a light emitting device. That is, one module may be configured of a plurality of light emitting devices or light receiving devices of one driving module.

그러면, 이하에서는 도 2를 참조하여 이러한 구조를 가진 터치스크린 장치에서 유효 적외선으로 스캔을 하는 방법을 설명한다.Next, a method of scanning with effective infrared light in a touch screen device having such a structure will be described below with reference to FIG. 2.

도 2를 참조하면, 제어부(109)의 제어신호에 따라 X 발신부(161)의 구동모듈(105)이 전원을 발광소자(151)에 공급하고 발광소자(151)는 적외선을 출력한다. 2, the driving module 105 of the X transmitter 161 supplies power to the light emitting device 151 according to the control signal of the controller 109, and the light emitting device 151 outputs infrared rays.

그러면, 이에 대응되는 수광소자(131)가 적외선을 수신하고, X수신부(163)의 수신모듈(101) 내에 수신부 신호 연산 증폭부(206)를 통해 증폭된다.Then, the light receiving element 131 corresponding to the infrared rays is received and amplified by the receiver signal operation amplifier 206 in the receiving module 101 of the X receiver 163.

그리고, 수신부 신호 연산 증폭부(206)의 출력신호는 연산 증폭기(209)에서 기준전압과 비교되어 출력이 된후 아날로그/디지털 변환기(1208)를 통해 출력된다.The output signal of the receiver signal operational amplifier 206 is compared with a reference voltage by the operational amplifier 209 and output through the analog / digital converter 1208.

여기서, 제어부(109)의 제어에 따라 디지털/아날로그 변환기(211)를 통해 연산 증폭기(209)의 출력 전압 Offset을 조정할 수 있다.Here, the output voltage offset of the operational amplifier 209 may be adjusted through the digital-to-analog converter 211 under the control of the controller 109.

실제로 이러한 구조는 발광소자수에 비례하여 터치스크린 패널 전체에 X축 및 Y축 방향에 매트릭스 방식으로 배열하여 설치되며, 제조의 편의상 각 구동모듈에 소정개수로 나누어 설치된다. In fact, such a structure is installed in a matrix manner in the X-axis and Y-axis directions on the entire touch screen panel in proportion to the number of light emitting elements, and is divided into a predetermined number in each driving module for convenience of manufacturing.

그리고 이러한 과정에서 수신되는 전압으로부터 물체의 위치를 제어부(109)가 계산하는데 이를 도 3을 참조하여 설명한다.And the control unit 109 calculates the position of the object from the voltage received in this process will be described with reference to FIG.

PWR는 적외선 방사를 제어하는 출력 신호로 212의 파형을 생성한다. AIN는 증폭된후 ADC(208)에서 측정되는 최종 아날로그 전압 신호이다. TR[0…N]는 0에서 N개의 배열된 적외선 발신부 모듈의 순차적인 출력 제어신호선이다. RCV[0…N]는 0에서 N개의 배열된 적외선 발신부 모듈의 순차적인 측정 제어신호선이다.PWR generates a waveform of 212 as an output signal that controls infrared radiation. AIN is the final analog voltage signal measured at ADC 208 after being amplified. TR [0... N] is a sequential output control signal line of 0 to N arranged infrared transmitter modules. RCV [0... N] is a sequential measurement control signal line of 0 to N arranged infrared transmitter modules.

213은 X 발신부 발광소자에서 시간에 따라 펄스 형으로 방사되는 적외선의 크기를 나타 것이고, 214는 X 수신부 수광소자에서 입사된 적외선의 크기에 대응하는 전압크기로 단위 수광소자에서 출력되는 최초의 출력 전압이다.213 represents the magnitude of the infrared radiation emitted in a pulse form with time from the X transmitter light emitting element, and 214 is the first output output from the unit receiver with a voltage size corresponding to the magnitude of the infrared ray incident from the X receiver light receiving element. Voltage.

215는 발광소자에서 방사되는 적외선이 아닌 외부의 다른 적외선 소스(예 햇빛)에 의해 커지는 외부광 전압크기이다.215 is an external light voltage magnitude that is increased by another infrared source (for example, sunlight) that is not emitted from the light emitting device.

먼저, A구간에서 i번째 배치된 적외선 발신부의 적외선 방사에 의해서 방사 및 측정되는 전압의 크기를 t 시간에 다음 수학식1과 같이 ADC(208)를 사용하여 제어부(109)가 측정한다.First, the control unit 109 measures the magnitude of the voltage emitted and measured by the infrared radiation of the i-th infrared emitter in the section A at time t using the ADC 208 as shown in Equation 1 below.

Figure pat00001
Figure pat00001

그리고나서, B구간에서 마찬가지로 i번째 배치된 적외선 발신부의 방사를 중지상태로 측정되는 전압의 크기를 t+1시간에 측정하여 다음수학식2와 같이 측정한다.Then, similarly in section B, the magnitude of the voltage measured in the stopped state of the radiation of the i-th placed infrared ray transmitter is measured at t + 1 hour and then measured as in Equation 2 below.

Figure pat00002
Figure pat00002

결과적으로 As a result

Figure pat00003
을 계산하고, 이 값은 실제 방사되는 외부에서 입사되는 적외선의 크기에 상관없이 실제 적외선 소자에서 출력된 적외선 신호의 크기가 된다.
Figure pat00003
Is calculated, and this value is the size of the infrared signal output from the actual infrared device, regardless of the size of the infrared light incident from the outside.

여기서,

Figure pat00004
는 적외선 수신부의 단위 모듈에서 출력되는 최초의 출력 전압을 의미한다.
here,
Figure pat00004
Denotes the first output voltage output from the unit module of the infrared receiver.

Figure pat00005
는 DAC에 의해서 조정되는 값으로
Figure pat00006
에 Offset에 의해서 최대 출력 전압이 측정값 이상으로 증폭되는 것을 제어한다.
Figure pat00005
Is the value adjusted by the DAC.
Figure pat00006
Offset controls that the maximum output voltage is amplified above the measured value.

C와 D 구간에서는 i+1 번째(다음 배열)에 의해서 측정되는 신호를 표시한다. 그러므로 경로에 물체가 적외선을 가리면

Figure pat00007
는 외부 간섭이 존재하더라도 외부광을 차단하는 효과를 제공하고, 이것은 복잡한 협대역 필터를 사용하는 기존의 적외선 터치에 비해 간단한 구성만으로도 외부광의 간섭을 차단할수 있다.In the C and D intervals, the signal measured by the i + 1 th (next array) is displayed. So if an object in the path obscures the infrared
Figure pat00007
It provides the effect of blocking external light even if external interference is present, which can block external light interference with a simple configuration compared to the conventional infrared touch using a complicated narrowband filter.

이러한 발광소자 및 수광소자가 실제로 모듈형태로 제조된 형태를 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다. Referring to FIGS. 4 and 5, the light emitting device and the light receiving device are actually manufactured in a module form as follows.

도 4와 같이, X 구동모듈 한개와 복수개의 발광소자가 하나의 모듈형태로 제공되며, 이러한 모듈이 복수개 모여서 하나의 발신모듈이 된다. 이러한 형태는 Y 발신 모듈 및 X, Y 수신 모듈 모두에 해당한다. As shown in FIG. 4, one X driving module and a plurality of light emitting devices are provided in one module form, and a plurality of such modules are gathered into one transmitting module. This form corresponds to both the Y originating module and the X and Y receiving modules.

그리고 이러한 모듈들은 도 5와 같이 패널상에 배치된다. These modules are arranged on the panel as shown in FIG. 5.

하나의 모듈은 최대 64개의 단위 발신부 또는 수신부 모듈로 구성된다. 즉, 모듈군당 배치되는 단위 수발신 개수는 64개이다.One module consists of a maximum of 64 unit transmitter or receiver modules. That is, the number of unit incoming / outgoing units arranged per module group is 64 units.

적외선 터치스크린 장치가 대형화되면, 빠른 물체의 위치를 추적하기 위해 수발신 모듈들의 단위화 하여 그 개수를 늘리면 된다.When the infrared touch screen device is enlarged, the number of receiving modules can be increased in order to track the position of a fast object.

터치스크린의 가로 세로의 크기 (Active area)는 다음과 같은 수학식3으로 표현되어 지고, 수발신 모듈군의 단위 수발신 묵음을 N=64로 규정할때, m=은 필요한 수발신 모듈균의 개수이고, n은 N=64보다 작은 나머지 개수를 의미한다.The active area of the touch screen is expressed by Equation 3 below, and when N = 64 is defined as the unit call-out silence of the call-out module group, m = is the number of call-out module bacteria required, n means the remaining number less than N = 64.

Figure pat00008
Figure pat00008

이와 같은 단위 수발신부와 이것을 군단위 조합인 수발신 모듈군의 조합으로 임의의 터치스크린의 크기에 맞는 터치스크린을 쉽게 제조할 수 있다.The combination of the unit receiving unit and the unit receiving / receiving module group, which is a group unit combination, makes it possible to easily manufacture a touch screen suitable for the size of an arbitrary touch screen.

그러면, 이러한 터치스크린 장치의 스캔 방법에 관하여 상세히 설명한다.Next, the scanning method of the touch screen device will be described in detail.

도 6은 터치스크린 장치의 적외선 동시 스캔 방법을 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating a method for simultaneously scanning infrared rays of a touch screen device.

도 6을 참조하면, X축 방향에 대해 동시에 3개의 모듈(401, 402, 403)에서 각각 스캔을 진행하며, X축에 대해 스캔이 완료되면, Y축 방향에 대해 2개의 모듈(404, 405)이 동시에 스캔하게 된다. 이때, 각 모듈(401~405, 501~505)은 각 모듈에 포함되는 64개의 발광 또는 수광소자를 구동하여 순차적으로 스캔을 하며, 모듈에 포함되는 발광 또는 수광소자의 개수가 64개가 안되는 모듈(403, 503, 404, 504)에서는 다른 모듈의 스캔이 완료될때까지 대기한다. 그리고, 필요에 따라서는 하나의 모듈의 기본단위를 64개가 아닌 다른 수자로 할 수도 있다. Referring to FIG. 6, three modules 401, 402, and 403 simultaneously scan for the X-axis direction, and when the scan is completed for the X-axis, two modules 404 and 405 for the Y-axis direction. ) Will scan at the same time. At this time, each module (401 ~ 405, 501 ~ 505) to sequentially scan by driving the 64 light emitting or light receiving elements included in each module, the number of light emitting or light receiving elements included in the module is less than 64 modules ( 403, 503, 404 and 504 wait until the scan of another module is completed. If necessary, the basic unit of one module may be other than 64.

터치스크린의 좌표 계산을 위한 적외선 스캔은 수발신 모듈군의 단위 수발신부는 시간에 따라 순서적으로 스캔되지만, 모듈내에서는 동시에 적외선 수발신의 결과에 따른 적외선 크기와 좌표가 결정되는 일련의 과정으로 동작한다. 이 결과는 결과적으로 터치스크린의 스캔 속도(또는 반응속도)는 단위군에서의 좌표 계산 속도에만 의존하므로 터치스크린의 크기가 커지더라도 동시스캔을 하면 동일한 스캔 속도를 제공한다.Infrared scanning for the coordinate calculation of the touch screen is performed by the unit receiving unit of the receiving and receiving module group in order according to time, but operates in a series of processes in which the infrared size and coordinates are determined in the module at the same time. . As a result, the scanning speed (or response speed) of the touch screen is only dependent on the coordinate calculation speed in the unit group, so even if the size of the touch screen increases, simultaneous scanning provides the same scanning speed.

즉, i번째 스캔시 결정되는 X좌표 ( 모듈군의 개수가 3인경우) 는 X(i)와 X(N+i) 그리고 X(2N+i)로 동시에 측정되어 질수 있다.That is, the X coordinate (when the number of module groups is 3) determined at the i th scan may be simultaneously measured as X (i), X (N + i) and X (2N + i).

그런데 이러한 스캔방법에서는 401번 모듈과 이웃한 402번 모듈의 적외선이 간섭할 가능성이 있다. 따라서, 도 7에서는 X축과 Y축에 대해 동시에 스캔하여 이러한 간섭을 줄일 수 있다.However, in this scanning method, there is a possibility that the infrared ray of the module 401 and the neighboring module 402 may interfere. Therefore, in FIG. 7, this interference can be reduced by simultaneously scanning the X and Y axes.

도 7을 참조하면, 401번이 X축 방향에 대해 스캔을할때, 405번 모듈이 Y축에 대해 스캔을 하고, 402 모듈이 X축 방향에 대해 스캔을 할때, 404번 모듈이 Y축에 대해 스캔을 한다. 이러한 순서는 다양하게 변형이 가능하며, 간섭이 안되는 위치에서 가장 빠른 스캔을 할 수 있도록 패널의 크기에 따라 설계하면 된다.Referring to FIG. 7, when the 401 scans in the X-axis direction, when the 405 module scans in the Y-axis and the 402 module scans in the X-axis direction, the module 404 is Y-axis. Scan for. This sequence can be modified in various ways and can be designed according to the size of the panel for the fastest scan at the location where there is no interference.

한편, 스캔 시간을 좀 더 단축하기 위한 방법으로 부분 스캔 방법이 있는데 이에 대해 도 8 및 도9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.On the other hand, there is a partial scan method as a method for further shortening the scan time will be described with reference to Figures 8 and 9 as follows.

도 8에서 P501은 전체 스캔범위에서 스캔이 시작되는 지점의 적외선이고, P502는 물체의 좌표가 측정되는 적외선이고, P503은 스캔이 완료되는 지점의 적외선이다. P504는 측정된 물체의 위치이고, P505는 해당 모듈군에서의 스캔되는 영역이고, P506은 첫번째 모듈균과 동시에 스캔되는 두번째 모듈군의 부분 스캔하다 영역이고, P507은 첫번째 모듈균과 동시에 스캔하다 세번째 모듈군의 부분 스캔하다 영역이다. 필요에 따라 P506, P507의 스캔도 생략할 수 있으며, 스캔 범위는 물체의 이동속도에 따라 조절할 수도 있다.In FIG. 8, P501 is an infrared ray at the point where the scan starts in the entire scan range, P502 is an infrared ray at which the coordinates of the object are measured, and P503 is an infrared ray at the point where the scan is completed. P504 is the position of the measured object, P505 is the area to be scanned in the module group, P506 is the partial scan area of the second module group to be scanned simultaneously with the first module bacteria, P507 is scanned simultaneously with the first module bacteria Partial scan area of the module group. If necessary, scans of P506 and P507 can be omitted, and the scan range can be adjusted according to the moving speed of the object.

도 8을 참조하면, 동시스캔 방법으로 전체 표시부의 화면을 스캔하여 물체가 감지된 경우에, 다음번 스캔시에는 물체의 위치에서 소정거리 이내만 스캔을 한하며, 이를 상세히 하면 다음과 같다.Referring to FIG. 8, when an object is detected by scanning the screen of the entire display unit by the simultaneous scanning method, the scan is performed only within a predetermined distance from the position of the object during the next scan.

먼저, 전체 영역의 좌표를 스캔하여, 물체가 존재하는지를 판단한다.First, the coordinates of the entire area are scanned to determine whether an object exists.

물체의 좌표가 결정되면, 제어부(109)가 물체의 좌표의 중심을 기준으로 좌우로 소정의 거리의 범위를 설정하여, 해당 범위(P504)에서만 물체의 좌표를 측정한다.When the coordinates of the object are determined, the controller 109 sets a range of a predetermined distance to the left and right based on the center of the coordinates of the object, and measures the coordinates of the object only in the corresponding range P504.

그리고, 물체가 존재하지 않는 것으로 판단되면 제어부(109)는 전체 영역을 스캔하고, 더 이상 물체의 좌표가 계산되지 않으면 상기 과정을 반복한다.If it is determined that the object does not exist, the controller 109 scans the entire area and repeats the above process when the coordinates of the object are no longer calculated.

이렇게 부분 스캔을 하면 전체스캔을 하지 않으므로 너머지 영역의 스캔 시간만큼 스캔시간을 단축할 수 있다.This partial scan can reduce the scan time by the scan time of the remaining area because the entire scan is not performed.

한편, 물체의 위치가 하나의 모듈의 끝부분에 가까울 경우에는 도 9와 같이 물체의 위치에서 좌우로 소정거리를 계산하여 이웃모듈이 해당 영역을 스캔하도록 해야한다.On the other hand, if the position of the object is close to the end of one module, as shown in Figure 9 to calculate a predetermined distance from the position of the object to the neighboring module to scan the area.

도 9는 스캔 영역을 분할하여 동시에 부분 스캔되는 영역에서 연속성을 확보하는 방법으로 터치스크린의 전체 영역을 스캔하지 않고 부분적인 스캔을 통해서 좌표 결정 속도를 최소화하는 기능을 제공한다.FIG. 9 is a method of dividing a scan area to secure continuity in an area that is partially scanned at the same time, and provides a function of minimizing coordinate determination speed through a partial scan without scanning the entire area of the touch screen.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. The embodiments of the present invention described above are not only implemented by the apparatus and method but may be implemented through a program for realizing the function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded, The embodiments can be easily implemented by those skilled in the art from the description of the embodiments described above.

이상에서 본 발명의 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.Although the 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.

Claims (8)

정보를 표시하기 위한 표시부와 결합되는 형태로 설치되는 터치스크린 장치로서,
상기 표시부의 가로방향의 일측에 형성되며, 상기 표시부의 가로길이에 대응하여 가로 방향으로 배열된 복수개의 발광소자를 구비하는 제1 발광소자부;
상기 표시부의 가로방향으로 타측에 형성되며, 상기 표시부의 가로 길이에 대응하여 가로 방향으로 배열된 복수개의 수광소자를 구비하는 상기 제1 수광소자부;
상기 표시부의 세로방향의 일측에 형성되며, 상기 표시부의 세로길이에 대응하여 세로 방향으로 배열된 복수개의 발광소자를 구비하는 제2 발광소자부;
상기 표시부의 세로방향으로 타측에 형성되며, 상기 표시부의 세로 길이에 대응하여 세로 방향으로 배열된 복수개의 수광소자를 구비하는 상기 제2 수광소자부;
상기 표시부의 전체 면적을 스캔하도록 제어하고, 스캔된 결과값을 출력제어하는 제어부;
상기 제어부의 제어에 따라 상기 제1 발광소자부를 구동하는 제1 발신부;
상기 제어부의 제어에 따라 상기 제2 발광소자부를 구동하는 제2 발신부
상기 제어부의 제어에 따라 상기 제1 수광소자부를 구동하는 제1 수신부

상기 제어부의 제어에 따라 상기 제2 수광소자부를 구동하는 제2 수신부를 포함하며,
상기 제어부는 상기 제1 발광소자부의 발광소자를 순차적으로 온시킬때, 이에 대응하는 상기 제1 수광소자부의 수광소자를 순차적으로 온시켜 스캔을 하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.A touch screen device which is installed in combination with a display unit for displaying information,
A first light emitting device unit formed on one side of the display unit in a horizontal direction and having a plurality of light emitting devices arranged in a horizontal direction corresponding to a horizontal length of the display unit;
A first light receiving element unit formed on the other side in the horizontal direction of the display unit and having a plurality of light receiving elements arranged in a horizontal direction corresponding to the horizontal length of the display unit;
A second light emitting device unit formed on one side of the display unit in a vertical direction and having a plurality of light emitting devices arranged in a vertical direction corresponding to the length of the display unit;
A second light receiving element unit formed on the other side in the vertical direction of the display unit and having a plurality of light receiving elements arranged in the vertical direction corresponding to the longitudinal length of the display unit;
A control unit which controls to scan the entire area of the display unit and outputs the scanned result value;
A first transmitter for driving the first light emitting device unit under the control of the controller;
A second transmitting unit which drives the second light emitting element unit under the control of the controller;
A first receiver driving the first light receiving element according to the control of the controller;

A second receiver driving the second light receiving element according to the control of the controller;
And the control unit sequentially scans the light receiving elements of the first light receiving element unit by sequentially turning on the light emitting elements of the first light emitting element unit. 제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제2 발신부에 연결된 발광소자를 순차적으로 온시킬때, 이에 대응하는 상기 제2 수신부에 연결된 수광소자를 순차적으로 온시켜 스캔을 하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치. The method of claim 1,
And the controller is configured to scan by turning on the light receiving element connected to the second receiver in order to sequentially turn on the light emitting element connected to the second transmitter. 제1항 또는 제2항에 있어서,
Z축방향의 변화를 감지하는 제1 3축 가속도 미터 및
상기 제1 3축 가속도 미터와 소정거리가 이격되어 설치되는 제2 3축 가속도 미터를 더 포함하며,
상기 제어부는 상기 제1, 제2 3축 가속도 미터의 출력으로부터 회전을 판단하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.The method according to claim 1 or 2,
A first triaxial accelerometer which detects a change in the Z axis direction and
Further comprising a second three-axis accelerometer is installed spaced apart from the first three-axis accelerometer, a predetermined distance,
The controller may determine the rotation from the output of the first and second three-axis accelerometer. 제1항에 있어서,
상기 제1, 제2 발신부 및 제1, 제2 수신부는 각각 복수의 구동 모듈 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.The method of claim 1,
And the first and second transmitters and the first and second receivers are configured in the form of a plurality of driving modules, respectively. 제어부의 제어에 따라 제1 발신부 및 제2 발신부가 표시부의 X축과 Y축에 대해 각각 스캔을 하며, 상기 제1 발신부는 제1, 제2 구동 모듈을 구비하고, 제2 구동부는 각각 제3, 제4 구동 모듈을 구비하는 터치스크린 장치의 제어방법으로서,
상기 제1 구동모듈이 스캔을 할때 동시에 제3 구동모듈이 스캔을 하고,
상기 제2 구동모듈이 스캔을 할때 동시에 제4 구동모듈이 스캔을 하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치의 스캔 방법.According to the control of the controller, the first transmitter and the second transmitter scan the X and Y axes of the display unit, respectively, the first transmitter includes first and second drive modules, and the second driver includes a first driver. 3, a control method of a touch screen device having a fourth drive module,
When the first drive module scans at the same time the third drive module scans,
And a fourth driving module simultaneously scans when the second driving module scans. 제어부의 제어에 따라 제1 발신부 및 제2 발신부가 표시부의 X축과 Y축에 대해 각각 스캔을 하며, 상기 제1구동부는 제1, 제2 구동 모듈을 구비하고, 제2 발신부는 각각 제3, 제4 구동 모듈을 구비하는 터치스크린 장치의 스캔방법으로서,
상기 제1 구동모듈이 스캔을 할때 동시에 제2 구동모듈이 스캔을 하고,
상기 제3 구동모듈이 스캔을 할때 동시에 제4 구동모듈이 스캔을 하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치의 스캔 방법.Under the control of the control unit, the first transmitter and the second transmitter scan the X and Y axes of the display unit, respectively, the first driver includes first and second drive modules, and the second transmitter comprises 3, as a scanning method of a touch screen device having a fourth drive module,
When the first drive module scans at the same time the second drive module scans,
And a fourth driving module simultaneously scans when the third driving module scans. 제어부의 제어에 따라 발신부가 표시부의 일방향에 대해 스캔을 하는 터치스크린 장치의 스캔방법으로서,
상기 발신부가 상기 표시부의 전체구간을 스캔을 할때 임의의 지점에서 물체가 감지되었을때,
상기 발신부는 다음번 스캔시에, 상기 물체가 감지된 위치에서 좌우 소정의 범위에 대해서 스캔을 하는 터치스크린 장치의 스캔 방법.A scanning method of a touch screen device in which a sender scans one direction of a display unit under control of a controller.
When an object is detected at an arbitrary point when the transmitter scans the entire section of the display unit,
And the transmitting unit scans a predetermined range to the left and right at a position where the object is detected at the next scan. 제어부의 제어에 따라 발신부가 표시부의 일방향에 대해 스캔을 하며, 상기 발신부는 제1, 제2 구동 모듈을 구비하는 터치스크린 장치의 스캔방법으로서,
상기 제1 구동모듈이 상기 표시부의 일부구간에 대해 스캔을 할때 임의의 지점에서 물체가 감지되었을때,
상기 제어부는 다음번 스캔시에, 상기 물체가 감지된 위치에서 좌우 소정의 범위에 대해서 스캔을 하되, 상기 소정 범위가 상기 제1 구동 모듈의 스캔 범위를 벗어난 경우에 상기 제2 구동모듈이 상기 물체가 감지된 위치에서 좌우 소정의 범위에 대해서 스캔이 되도록 나머지 구간을 스캔하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치의 스캔 방법.According to the control of the controller, the transmitter scans one direction of the display unit, and the transmitter is a scanning method of the touch screen device including the first and second driving modules.
When an object is detected at an arbitrary point when the first driving module scans a portion of the display unit,
The control unit scans a predetermined range to the left and right at a position where the object is detected at the next scan, and when the predetermined range is out of the scan range of the first driving module, the second driving module may detect the object. Scanning the remaining section to scan the left and right predetermined range from the detected position.
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