KR20110066152A - 외란 광을 사용한 터치 위치 결정 - Google Patents

외란 광을 사용한 터치 위치 결정 Download PDF

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Abstract

시스템은 광 빔을 터치 스크린의 도파로 층에 제공하도록 구성된 복수의 광원을 포함한다. 물체가 터치 지점에서 터치 스크린을 터치할 때 광 빔 중 적어도 하나가 외란된다. 시스템은 또한 복수의 검출기를 포함하고, 검출기들 중 적어도 하나가 외란된 광을 검출하도록 구성되어 있다. 시스템은 적어도 하나의 검출기에 결합된 제어 로직을 포함한다. 제어 로직은 적어도 하나의 검출기가 외란된 광을 검출한 결과로서 터치 지점의 위치를 결정한다. 복수의 광원 및 복수의 검출기가 광원/검출기 층 내에 포함되어 있다. 광원/검출기 층은 광원/검출기 층과 도파로 층 사이에서 광을 전달하는 복수의 거울을 포함하는 거울 층에 의해 도파로 층과 분리되어 있다.

Description

외란 광을 사용한 터치 위치 결정{DETERMINING TOUCH LOCATIONS USING DISTURBED LIGHT}
다양한 종류의 컴퓨터가 터치 스크린을 사용하여 최종 사용자로부터 입력을 수신한다. 일반적으로, 최종 사용자는 손가락 또는 기타 수단을 사용하여 터치 스크린과 물리적 접촉을 한다. 터치 스크린에 결합된 컴퓨터는 물리적 접촉을 검출하고 그에 따라 응답한다. 터치 스크린이 일반적으로 하나의 손가락 또는 기타 수단으로부터의 입력을 검출하도록 구성되어 있지만, 터치 스크린은 종종 다수의 이러한 수단으로부터의 동시적인 입력을 올바르게 검출하여 처리하지 못할 수 있다. 게다가, 터치 스크린은 바람직하지 않을 정도로 많은 공간을 소비하는 스크린 배면 회로(behind-screen circuitry)를 필요로 한다.
본 발명의 예시적인 실시예에 대한 상세한 설명을 위해, 이제부터 첨부 도면을 참조할 것이다.
도 1은 실시예에 따른 예시적인 터치 스크린 데스크톱 컴퓨터 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 실시예에 따른, 도 1의 시스템에서의 터치 스크린 디스플레이를 3차원으로 나타낸 도면이다.
도 3은 실시예에 따른, 도 2의 디스플레이의 단면도이다.
도 4는 실시예에 따른, 도 2의 디스플레이의 다른 단면도이다.
도 5a는 실시예에 따른, 도 2의 디스플레이 상의 감지 그리드의 개념도이다.
도 5b는 실시예에 따른, 동작시 도 2의 디스플레이를 3차원으로 나타낸 도면이다.
도 6은 실시예에 따른, 본 명세서에 개시된 기술을 구현하는 시스템의 예시적인 블록도이다.
도 7은 실시예에 따른, 본 명세서에 개시된 예시적인 방법의 상태도이다.
도 8a는 실시예에 따른, 본 명세서에 개시된 기술을 구현하는 다른 예시적인 시스템의 예시적인 블록도이다.
도 8b 및 도 8c는 실시예에 따른, 도 8a의 시스템에 의해 검출된 실제 터치 지점 및/또는 가상 터치 지점을 나타낸 도면이다.
도 9는 실시예에 따른, 본 명세서에 개시된 기술을 구현하는 일반 컴퓨터 시스템의 예시적인 블록도이다.
도 10은 실시예에 따른, 도 9의 일반 컴퓨터 시스템에 구현되는 소프트웨어 아키텍처의 개념도이다.
<표기법 및 용어>
이하의 설명 및 특허청구범위 전체에 걸쳐서 특정의 시스템 구성요소를 지칭하기 위해 특정 용어가 사용된다. 당업자라면 이해되는 바와 같이, 회사들이 구성요소를 상이한 이름으로 지칭할 수 있다. 본 문서는 기능이 아니라 이름이 다른 구성요소들을 구별하기 위한 것이 아니다. 이하의 설명 및 특허청구범위에서, "포함하는" 및 "이루어지는"이라는 용어는 개방형 방식으로 사용되고, 따라서 "포함하지만 ~로 제한되지 않는"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 또한, "결합" 또는 "결합하는"이라는 용어는 간접적, 직접적, 광학적 또는 무선 전기 연결을 의미하기 위한 것이다. 따라서, 제1 장치가 제2 장치에 결합하는 경우, 그 연결은 직접적 전기 연결을 통해, 다른 장치 및 연결을 거친 간접적 전기 연결을 통해, 광학적 전기 연결을 통해, 또는 무선 전기적 연결을 통할 수 있다. "인접한"이란 용어는 "옆에 있는" 또는 "근방에 있는"을 의미할 수 있다. 예를 들어, 구성요소 B가 구성요소 A와 C 사이에 위치하는 경우, 구성요소 C는 구성요소 A 및 B 둘다에 인접한 것으로 기술될 수 있다.
이하의 설명은 본 발명의 다양한 실시예에 관한 것이다. 이들 실시예 중 하나 이상이 바람직할 수 있지만, 개시된 실시예가 특허청구범위를 포함하는 본 개시 내용의 범위를 제한하는 것으로 해석되거나 다른 방식으로 사용되어서는 안 된다. 또한, 당업자라면 이하의 설명이 널리 적용되고 임의의 실시예에 대한 설명이 그 실시예를 예시한 것에 불과하며 특허청구범위를 포함하여 본 개시 내용의 범위가 그 실시예로 제한된다고 암시하기 위한 것이 아님을 잘 알 것이다.
다수의 동시적인 터치(touch)를 검출할 수 있는 터치 스크린 시스템이 본 명세서에 개시되어 있다. 이 시스템은 다수의 인접한 층, 즉 유리(또는 "도파로") 층, 광원/검출기 층, 및 유리 층과 광원/검출기 층 사이에 있는 거울(mirror) 층을 포함한다. 광원/검출기 층은 이 층의 한쪽 측면을 따라 배치된 다수의 광원 및 이 층의 다른쪽(예를 들어, 반대쪽이 아닌 인접한) 측면을 따라 배치된 다수의 광 검출기를 포함한다. 거울 층은 복수의 거울을 포함한다. 각각의 거울은 광원/검출기 층의 서로 다른 광원 또는 검출기에 인접해 있다. 광원으로부터 방출된 광은 거울 층에 있는 거울에서 반사되어 유리 층 내로 들어간다. 유리 층을 빠져 나온 광은 거울 층에 있는 거울에서 반사되고 광원/검출기 층에 있는 광 검출기에 의해 검출된다. 광원 및 검출기가 유리 층의 주변(perimeter)을 따라서가 아니라 유리 층의 "배면(behind)"에 위치하기 때문에, 공간이 절감된다.
동작시, 광원이 고속의 데이지-체인 시퀀스(rapid-fire, daisy-chain sequence)로 활성화된다. 각각의 광원이 활성화되는 기간에, 각각의 광 검출기도 고속의 데이지-체인 시퀀스로 활성화된다. 이러한 광 방출/검출 시퀀스는 본질적으로 터치가 있는지 터치 스크린을 빠르게 반복하여 "스캔"하는 "그리드(grid)"를 형성한다. 따라서, 예를 들어, 손가락이 위치 "A"에서 터치 스크린을 터치할 때, 손가락이 터치 스크린으로부터 제거될 수 있기 전에 위치 A와 정렬된 광원은 광을 방출한다. 손가락이 광을 분산시키고, 위치 A와 정렬된 광 검출기가 분산된 광을 검출한다. 터치 스크린은 광을 방출한 광원과 분산된 광을 검출한 광 검출기가 "교차(intersect)"하는 지점을 결정한다. 이 교차 지점이 터치 위치인 것으로 결정된다. 임의의 수의 동시적인 터치에 대해 동일한 기술이 사용될 수 있다. 이 기술의 다양한 실시예에 대해 이제부터 설명한다.
도 1은 예시적인 컴퓨터 시스템(100)을 나타낸 것이다. 컴퓨터 시스템(100)은 디스플레이(102), 및 프로세서, 메모리, 비디오 카드 등을 포함한 다양한 컴퓨터 구성요소를 하우징하는(house) 섀시(104)를 포함한다. 적어도 일부 실시예에서, 디스플레이(102)는 터치 스크린 디스플레이를 포함한다. 이러한 일부 실시예에서, 디스플레이(102)가 주 입력 장치이고, 따라서 키보드, 마우스 등이 불필요하다. 디스플레이(102)가 터치 스크린 디스플레이를 포함하는 실시예에서, 디스플레이(102)는 사람의 터치, 스타일러스 등을 포함한 임의의 종류의 자극에 반응할 수 있다. 컴퓨터 시스템(100)이 도 1에서 데스크톱 컴퓨터로서 도시되어 있지만, 컴퓨터 시스템(100)의 변형은 노트북 컴퓨터, PDA(personal digital assistant), 휴대용 음악 플레이어, 휴대폰, 텔레비전 등을 포함할 수 있다. 본 명세서에 개시된 기술은 이러한 장치들의 일부 또는 전부에 구현될 수 있다.
도 2는 도 1의 디스플레이(102)를 3차원으로 상세히 나타낸 도면이다. 디스플레이(102)는 다수의 층을 포함한다. 구체적으로는, 디스플레이(102)는 유리 층(200), 유리 층(200)에 인접한 거울 층(202), 그리고 유리 층(200) 및 거울 층(202)에 인접한 광원/검출기 층(light source/detector layer; LSDL)(204)을 포함한다. 또한, 액정 디스플레이 또는 플라즈마 디스플레이와 같은 디스플레이 표면이 유리 층(200)에 인접해 있다(도 3 및 도 4에 도시됨). "터치 스크린" 또는 "도파로 층"이라고도 하는 유리 층(200)은 유리 층(200)을 통해 광(예를 들어, 소정의 광 파장 대역의 광)을 안내(guide)할 수 있는 임의의 적당한 종류의 유리를 포함한다. 적어도 일부 실시예에서, 유리 층(200)은 과도한 흡수 없이 전반사(total internal reflection)라고 하는 기술을 사용하여 광을 안내한다.
LSDL(204)은 LSDL(204)의 한쪽 측면(예를 들어, 가장자리)을 따라 배열된 복수의 광원(212)(예를 들어, 적외선 레이저 다이오드), 및 LSDL(204)의 다른쪽 측면을 따라 배열된 복수의 검출기(210)를 포함한다. 광원(212) 및 검출기(210)가 원하는 바에 따라 LSDL(204)의 임의의 측면에 배열될 수 있지만, 적어도 일부 실시예에서, 광원들(212) 모두가 LSDL(204)의 공통의 측면 상에 배치되고, 검출기들(210) 모두가 LSDL(204)의 다른 공통의 측면 상에 배치된다. 게다가, 일부 실시예에서, 광원(212)을 포함하는 LSDL(204)의 측면(들)이 검출기(210)를 포함하는 LSDL(204)의 측면(들)에 실질적으로 직교이다. 광원(212)은, 예를 들어, 적외선 발광 다이오드, 적외선 레이저 다이오드 등을 포함할 수 있다. 검출기(210)는 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 센서와 같은 임의의 적당한 종류의 광 검출기를 포함할 수 있다.
유리 층(200) 및 LSDL(204)에 접하거나 적어도 그에 인접한 거울 층(202)은 복수의 거울 쌍(214)을 포함한다. 일부 실시예에서, 거울 쌍(214)의 총수는 검출기(210) 및 광원(212)의 총수와 일치하며, 각각의 검출기(210) 또는 광원(212)마다 하나의 거울 쌍이 있다. 유리 층(200) 내로 광이 올바르게 주입되고 유리 층(200)으로부터 광을 올바르게 추출하는 것을 달성하기 위해 거울 쌍(214)이 필요에 따라 거울 층(202)에 배열될 수 있다. 그러나, 적어도 일부 실시예에서, 각각의 거울 쌍(214)은 검출기(210) 또는 광원(212) 바로 위에(예를 들어, 유리 층(200)에 더 가깝게) 배치된다. 일부 실시예에서, 디스플레이(102)의 하나의 측면을 따르는 다수의 검출기 또는 광원에 대해 유리 층(200)으로부터의 광 추출 또는 유리 층(200) 내로의 광의 주입을 용이하게 하도록 하나의 실질적으로 원통인 거울 쌍이 사용될 수 있다. 달리 말하면, 이러한 실시예에서, 하나의 원통 거울 쌍은 거울 층(202)의 길이에 걸쳐 뻗어 있을 수 있으며, 그로써 광원들(212)의 일부 또는 전부를 서비싱(servicing)할 수 있다. 유사하게, 다른 원통 거울 쌍이 거울 층(202)의 폭에 걸쳐 뻗어 있을 수 있으며, 그로써 검출기들(210)의 일부 또는 전부를 서비싱할 수 있다. 이러한 일부 실시예에서, 광 누설을 감소시키기 위해 하나의 쌍 내의 거울들 사이에 배플링(baffling)이 배치될 수 있다.
디스플레이(102)가 터치 스크린을 포함하기 때문에, 또한 이하에 기술된 바와 같이 검출기(210), 광원(212) 및 거울 쌍(214)이 터치(예를 들어, 사람의 손가락, 스타일러스)를 검출하는 데 사용되기 때문에, 각각의 검출기, 각각의 광원 및 각각의 거울 쌍 사이의 간격이 보통 사람의 손가락 끝의 폭 및/또는 길이(예를 들어, 최소 0.01 mm 내지 10 mm)와 대략 동등할 수 있다. 다른 실시예에서, 각각의 검출기 간의 간격, 각각의 광원 간의 간격 및/또는 각각의 거울 간의 간격이 디스플레이(102)에서 사용하도록 제조된 스타일러스 끝의 폭(예를 들어, 최소 0.25 내지 2 mm)과 대략 동등할 수 있다. 다른 폭도 사용될 수 있다.
도 6에 도시되고 이하에서 더 설명하는 바와 같이, 검출기(210) 및 광원(212)이 섀시(104) 내의 회로 로직에 결합된다. 섀시(104) 내의 회로 로직은 검출기(210) 및 광원(212)에 전원을 공급한다. 회로 로직은 또한 광원(212)을 제어하고(예를 들어, 광원을 스위치 온/오프(switch on/off)시킴), 검출기(210)를 제어한다(예를 들어, 검출기를 스위치 온/오프시키고 검출기로부터 데이터를 수신한다). 일부 실시예에서, 회로 로직이 섀시(104) 대신에 디스플레이(102)에 하우징되어 있다.
동작시, 광원(212)이 적외선 레이저 광과 같은 광을 방출한다. 이 광은 거울 쌍(214)에 의해 반사되어, 유리 층(200)에 제공된다. 광 파형은 이하에 기술하는 바와 같이 유리 층(200) 내에서 이동(travel)한다. 컴퓨터 시스템(100)의 사용자가 (예를 들어, 손가락, 스타일러스 또는 기타 적합한 장치를 사용하여) 디스플레이(102)를 터치할 때, 유리 층(200) 내의 파형은 유리 층(200)과 손가락 또는 스타일러스 사이의 접촉 지점에서 외란된다. 유리 층(200) 내의 광은 전반사를 사용하기 때문에, 유리 층(200)과의 접촉 - 또는 심지어 유리 층(200)에의 근접 - 은 유리 층(200) 내의 광 패턴의 외란을 야기한다. 이러한 외란은 FTIR(frustrated total internal reflection)이라고 한다. 검출기들(210) 중 하나는 이 외란을 검출하고 통지 신호를 통해 이를 섀시(104) 내의 회로 로직에 보고한다. 어느 광원 및 어느 검출기가 외란에 대응하는지를 결정함으로써, 회로 로직은 유리 층(200)에서의 터치의 정확한 위치를 결정할 수 있다. 회로 로직은 이어서 원하는 바에 따라 이 위치 정보를 소프트웨어 애플리케이션에 제공한다. 이 검출 기술에 대해 이제부터 더 설명한다.
도 2의 점선(206)은 도 3에 도시된 디스플레이(102)의 단면도에 대응한다. 도 2의 구성요소를 나타내는 것에 부가하여, 도 3은 전술한 디스플레이 표면(304)을 나타내고 있다. 적어도 일부 실시예에서, 위에서 설명한 유리 층(200) 내에서의 전반사가 디스플레이 표면에의 근접만으로는 외란 또는 "교란(frustrated)"되지 않도록 유리 층(200)은 유리 층(200)과 디스플레이 표면 사이의 그의 표면에 코팅을 포함한다. 유리 층(200)이 디스플레이 표면에 근접하는 것이 유리 층(200)의 전반사 능력을 교란하지 않도록 코팅은 유리 층(200)의 굴절률과 다른 굴절률을 가지는 임의의 적절한 투명 물질을 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 동작시, 광원(212)은 거울 층(202) 쪽으로 광을 방출한다. 거울 층(202)은 광원(212)과 정렬된 거울 쌍(214)을 포함한다. 거울 쌍(214)은 2개의 구성요소 - 거울(214a) 및 다른 거울(214b) - 를 포함한다. 적어도 일부 실시예에서, 이들 거울 구성요소는 곡면이다. 다수의 거울 구성요소는 유리 층(200) 전체에 걸친 광의 확산을 용이하게 한다. 상세하게는, 광원(212)으로부터 방출된 광 빔은 먼저 거울(214a)에 부딪치고, 거울(214a)은 광 빔을 거울(214b) 쪽으로 반사한다. 차례로, 거울(214b)은 광 빔을 유리 층(200) 내로 반사한다. 거울(214a, 214b)은 서로에 대해 각을 이루고 있으며, 따라서 거울(214b)이 광 빔을 반사할 때, 광 빔은 소정 범위의 각도로 유리 층(200) 내로 주입되고, 이들 각도 각각은 전반사가 일어나는 데 필요한 임계각보다 작다. 이 각도 범위는 유리 층(200)에서의 광 파형을 포화시키도록 충분히 넓다(즉, 광 파형 내의 갭을 방지한다). 구체적으로는, 파형(300, 302)이 유리 층(200) 내로 주입된다. 파형(300)은 전반사에 필요한 임계각으로 주입된 광을 나타낸다. 파형(302)은 전술한 임계각보다 작은 원하는 각도 범위 내에서 주입된 광을 나타낸다. 파형(302)은 파형(300)에 의해 커버되지 않는 임의의 갭을 포화시키거나 "채우도록" 주입된다. 함께, 파형(300)의 각도와 파형(302)의 각도 사이의 각도로 들어가는 광이 유리 층(200)의 적어도 일부를 광으로 포화시킨다. 일부 실시예에서, 하나의 광원(212)에 의해 방출된 광이 전체 유리 층(200)을 포화시키지 않고, 그 대신에, 도 5b에 도시되고 이하에 기술하는 바와 같이, 유리 층(200)의 일부만을 포화시킨다.
도 2의 점선(208)은 도 4에 도시된 디스플레이(102)의 단면도에 대응한다. 유리 층(200)에 대한 터치로 인해 야기되는 광의 외란이 예시적인 광 빔(401)으로 도시되어 있다. 거울 층(202)은 거울 쌍(214)을 포함한다. 도 4의 거울 쌍(214)은 거울 구성요소(400a, 400b)를 포함한다. 거울(400b)은 예시적인 광 빔(401)을 수광하고 이를 거울(400a) 쪽으로 반사한다. 차례로, 거울(400a)은 예시적인 광 빔(401)을 검출기(210)에 제공한다. 이어서, 검출기(210)는 예시적인 광 빔을 포착(capture)하고, 포착된 광 빔에 관한 데이터를 디스플레이(102) 및/또는 섀시(104) 내의 회로 로직에 제공한다.
도 5a는 도 2에 도시된 광원(212) 및 검출기(210)의 배열에 의해 디스플레이(102)에 형성되는 개념적인 "검출 그리드"를 나타낸 것이다. 도 5a의 예시는 상면도이다. 개념 그리드에서의 각각의 수평 라인은 광원(212)에 의해 방출될 수 있는 개별 광 빔을 나타낸다. 총칭하여, 이들 광 빔을 광 빔 어레이(500)라고 한다. 참조 및 설명의 편의상, 광 빔에 참조 번호 1 내지 24가 할당되어 있다. 개념 그리드에서의 각각의 수직 라인은 개별 검출 경로를 나타낸다. 손가락 또는 스타일러스에 의해 외란되는 광은 검출 경로를 따라 검출기(210)로 이동(travel)한다. 총칭하여, 이들 검출기 경로를 검출기 경로 어레이(502)라고 한다. 참조 및 설명의 편의상, 검출기 경로에 참조 번호 25 내지 58이 할당되어 있다.
도 2 및 도 5a를 동시에 참조하면, 동작시, 컴퓨터 시스템(100)은 각각의 광원(212)이 차례대로 점화(fire)하게 한다(즉, 광을 방출한 다음에 광의 방출을 중단한다). 따라서, 예를 들어, 광 빔(1)에 대응하는 광원(212)이 먼저 점화하고, 이어서 광 빔(2)에 대응하는 광원이 점화하며, 이어서 광 빔(3)에 대응하는 광원이 점화하고, 이하 마찬가지이다. 이와 같이, 각각의 광원(212)이 차례로 점화하고, 따라서 광 빔(24)과 연관된 광원(212)이 점화한 후에, 광 빔(1)에 대응하는 광원(212)이 다시 점화한다. 달리 말하면, 광원(212)은 "라운드-로빈(round-robin)" 방식으로 점화한다. 점화 기간(즉, 광원이 광을 방출하는 시간의 길이)은 임의의 적당한 시간 길이(예를 들어, 대략 1 피코초 내지 1 밀리초 미만)일 수 있다. 지연 기간(예를 들어, 광원이 광의 방출을 중단하는 시간과 그 다음 광원이 광을 방출하기 시작하는 시간 사이의 시간 길이)도 역시 임의의 적당한 길이(예를 들어, 대략 1 피코초 내지 1 밀리초 미만)일 수 있다. 다른 속도도 사용될 수 있다.
광원이 점화할 때마다, 검출기(210)를 제어하는 회로 로직은 각각의 검출기(210)를 "라운드-로빈" 방식으로 활성화시킨다. 예를 들어, 광 빔(1)의 광원(212)이 점화하는 동안, 각각의 검출기(210)가 활성화 및 비활성화되고, 따라서 디스플레이 터치에 의해 야기된 임의의 광 외란이 있는지 각각의 경로(25-58)가 스캔된다. 모든 검출기 경로가 스캔된 후에, 광 빔(1)의 광원(212)은 점화를 중단하고, 그 대신에 광 빔(2)의 광원(212)이 점화한다. 광 빔(2)의 광원(212)이 점화하는 동안, 디스플레이 터치에 의해 야기된 임의의 광 외란을 검출하기 위해 각각의 검출기 경로(25-58)가 다시 라운드-로빈 방식으로 스캔된다. 이 프로세스가 무한히 계속된다. 검출기(210)에 의해 광 외란이 검출될 때, 검출기(210)는 그의 제어 로직에 신호를 전송하여, 제어 로직에 가능한 터치에 대해 통지한다. 검출 기간(즉, 검출기가 활성화되는 시간 길이)은 임의의 적당한 시간 길이(예를 들어, 대략 1 나노초 내지 1 초 미만)일 수 있다. 검출 지연 기간(예를 들어, 검출기가 꺼진 시간과 그 다음 검출기가 활성화된 시간 사이의 시간 길이)도 역시 임의의 적당한 길이(예를 들어, 대략 1 피코초 내지 1 밀리초 미만)일 수 있다. 다른 속도도 사용될 수 있다. 이와 같이, 광원(212) 및 검출기(210)가 함께 작동하여, 터치들에 대해 디스플레이(102)를 반복하여 "스캔"한다. 적어도 일부 실시예에서, 도 5a에 도시된 전체 그리드를 "스캔"하는 데 필요한 시간(예를 들어, 1 피코초 내지 1초 미만)은 손가락 또는 스타일러스가 터치 동안에 디스플레이(102)의 유리 층(200)과 접촉하거나 그 근방에서 소비(spend)할 수도 있는 최소 시간량보다 작다.
계속 도 5a를 참조하면, 예시적인 터치 지점(504)이 나타내어져 있다. 터치 지점(504)은 (예를 들어, 소프트웨어 애플리케이션과 관련하여) 디스플레이(102) 상에 디스플레이되는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)와 상호작용하면서 손가락, 스타일러스 또는 기타 장치가 사용될 수 있는 디스플레이(102) 상의 위치를 나타낸다. 동작시, 광 빔들(1-8)과 연관된 광원들의 각각의 점화 동안에 (검출기(210)를 사용하여) 각각의 검출기 경로(25-58)를 스캔한 후에, 어떤 광 외란도 검출되지 않았을 수 있다. 그러나, 광 빔(9)과 연관된 광원(212)이 점화될 때, 터치 지점(504)에서 디스플레이(102)를 누르는 터치에 의해 광이 외란될 수 있다. 검출기 경로(38)와 연관된 검출기(210)가 외란된 광을 검출할 때, 검출기(210)는 그의 회로 로직에 통지 신호를 전송한다. 이어서, 회로 로직은 검출 시에 1) 어느 검출기(210) 및 2) 어느 광원(212)이 활성화되었는지를 결정한다. 회로 로직은 이어서 그 검출기의 검출 경로 및 그 광원의 광 빔에 대응하는 그리드 상의 교차 지점을 결정한다. 이 교차 지점이 터치 지점인 것으로 결정된다. 회로 로직은 필요에 따라 교차 지점을 프로세싱 로직, 소프트웨어 애플리케이션(들) 등으로 전달한다.
도 5b는 전술한 검출 프로세스를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 광원(212)은 거울(214a, 214b)을 사용하여 도 5a의 광 빔(9)을 방출한다. 손가락(506)은 터치 지점(504)에서 디스플레이(102)를 터치한다. 외란된 광(508)으로 나타낸 바와 같이, 손가락 터치에 의해 빔(9)으로부터의 광이 외란 또는 "누설"된다. 거울(214c, 214d)을 사용하여, (도 5a의 검출 경로(38)에 대응하는) 검출기(210)는 외란된 광(508)을 검출한다. 검출기(210)는 이어서 전술한 바와 같이 통지 신호(들)를 발생하여 전송한다. 상기한 기술을 사용하여 다수의(예를 들어, 동시적인) 터치도 역시 검출될 수 있다.
도 6은 광원(212) 및 검출기(210)를 포함하는 디스플레이(102)를 나타낸 것이다. 광원(212) 및 검출기(210)는 디스플레이 제어 로직(602)에 결합되어 있다. 전술한 바와 같이, 디스플레이 제어 로직(602)은 광원(212) 및 검출기(210)를 제어한다. 디스플레이 제어 로직(602)은 하나 이상의 애플리케이션(606)을 포함하는 저장 장치(600)에 결합될 수 있다. 애플리케이션(들)(606)은, 실행될 때, 디스플레이 제어 로직(602)으로 하여금 전술한 기능들 중 적어도 일부를 수행하게 하고, 백그라운드 뺄셈 및/또는 교정(background subtraction and/or a calibration)을 포함할 수 있다. 디스플레이 제어 로직(602)은 컴퓨터 시스템 섀시(104) 내에 또는 디스플레이(102) 내에 하우징될 수 있다. 디스플레이 제어 로직(602)은 프로세싱 로직(604)에 결합되어 있다. 프로세싱 로직(604)은 운영 체제, 소프트웨어 애플리케이션 등을 실행하는 것과 같은 컴퓨터 시스템(100)의 프로세싱 기능들 중 다수를 처리한다. 프로세싱 로직(604)은 저장 장치(610)에 저장된 하나 이상의 애플리케이션(608)을 실행하고 애플리케이션(들)에 검출된 터치 정보를 제공할 수 있다. 검출기들(210)로부터 수신된 터치 데이터는 디스플레이 제어 로직(602)에 의해 처리될 수 있다. 일부 경우에, 다수의 터치가 수신될 수 있다. 다수의 터치가 올바르게 해석되도록 하기 위해, 애플리케이션(606)은 터치들과 연관된(예를 들어, 터치들 간의) 타이밍을 분석한다. 이 기술이 본 명세서에서 애플리케이션(606)에 인코딩되어 디스플레이 제어 로직(602)에 의해 실행되는 것으로 기술되어 있지만, 애플리케이션(608) 및 프로세싱 로직(604)도 역시 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 다른 유사한 애플리케이션 및/또는 프로세싱 로직이 사용될 수 있다. 이 기술에 대해 이제부터 상세히 기술한다.
도 7은 실시예에 따라 구현되는 예시적인 방법(700)의 상태도를 나타낸 것이다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 방법(700)은 "입력을 기다림 상태(awaiting input state)"에서 입력을 기다리는 것(블록 702)으로 시작한다. 예를 들어, 디스플레이 제어 로직(602)은 유휴 상태 또는 대기 상태에 있을 수 있다. 디스플레이 제어 로직(602)이 디스플레이(102)에서 하나의 터치를 검출하는 경우(화살표 704), 디스플레이 제어 로직(602)은 터치의 시간 및 위치를 (예를 들어, 저장 장치(600) 내의 레지스터에) 기록한다. 디스플레이 제어 로직(602)은 이제 "확인을 기다림 상태(awaiting confirmation state)"(블록 706)에 있다. 달리 말하면, 디스플레이 제어 로직(602)은 터치를 검출하였고, 이제 다른 터치가 수신되는지 여부를 결정하기 위해 기다리고 있다. 디스플레이 제어 로직(602)은, 기다리고 있는 동안에, 내부 카운터(구체적으로 도시되지 않음) 또는 기타 메커니즘을 사용하여 화살표(704)에서 터치가 검출된 이후에 경과한 시간의 양을 측정한다. 이 시간의 양이 (애플리케이션(606)에 사전 프로그램되어 있는) 사전 결정된 임계값을 초과하는 경우(화살표 708) 또는 (애플리케이션(606)에 사전 프로그램되어 있는) 원래의 터치 위치로부터의 사전 결정된 거리 임계값을 초과하는 위치에서 다른 터치가 검출되는 경우(화살표 708), 디스플레이 제어 로직(602)은 단 하나의 터치가 수신된 것으로 확인한다(블록 710). 달리 말하면, 디스플레이 제어 로직(602)은 "하나가 확인됨 상태"(블록 710)에 들어가고, 터치의 위치가 기록된다. 모든 터치 장치가 디스플레이(102)로부터 제거되었을 때(화살표 712), 디스플레이 제어 로직(602)은 "입력을 기다림 상태"(블록 702)로 되돌아간다.
터치들이 서로 다른 시간에 수신되었음에도 불구하고 2개의 터치가 동시적인 터치로서 검출되기에 충분한 여지를 허용하도록 전술한 사전 결정된 시간 임계값이 선택된다. 터치들이 별개의 시간들에 검출될 때 또는 터치들이 동일한 시간에 검출되지만 이어서 (예를 들어, 손가락을 벌림으로써) 멀어지게 이동될 때 이러한 상황이 일어난다.
"하나가 확인됨 상태"에 있는 동안에, 디스플레이 제어 로직(602)이 제2 터치를 검출하는 경우, 디스플레이 제어 로직(602)은 2개의 터치 중 어느 것이 "하나가 확인됨 상태"에서 확인되었던 원래의 터치에 가장 가까운지를 식별할 수 있다. 디스플레이 제어 로직(602)은 이 식별된 터치를 원래의 터치로 지정할 수 있다. 그러나, 디스플레이 제어 로직(602)은 일반적으로 하나의 터치를 확인하는 것으로부터 2개의 터치를 확인하는 것으로 바로 천이하지 않을 것이다.
"확인을 기다림 상태"(블록 706)에 있는 동안에, 디스플레이 제어 로직(602)이 제2 터치를 검출하는 경우(화살표 714), 디스플레이 제어 로직(602)은 2개의 터치가 확인되고 터치들의 위치가 기록되는 "2개가 확인됨 상태"(블록 716)에 들어간다. 제2 터치(화살표 714)는 앞서 언급한 임계값 시간 프레임 내에 수신되어야만 한다. 제2 터치(화살표 714)는 또한 앞서 언급한 위치 임계값 밖에 있는 위치에 있어야만 한다. 그렇지 않은 경우, 화살표(708)를 따라 "하나가 확인됨 상태"(블록 710)로 간다.
다른 경로를 따라 "2개가 확인됨 상태"(블록 716)로 갈 수 있다. "입력을 기다림 상태"(블록 702)에 있는 동안에, 디스플레이 제어 로직(602)이 2개의 동시적인 터치를 검출하는 경우(화살표 718), 디스플레이 제어 로직(602)은 "2개가 확인됨 상태"(블록 716)에 들어간다. "2개가 확인됨 상태"(블록 716)에 있는 동안에, 디스플레이 제어 로직(602)이 모든 터치 장치가 디스플레이(102)로부터 제거된 것으로 결정하는 경우(화살표 720), 디스플레이 제어 로직(602)은 "입력을 기다림 상태"(블록 702)로 되돌아간다.
"2개가 확인됨 상태"(716)에 있는 동안에, 터치들 중 하나의 터치가 터치 스크린으로부터 제거될 수 있는 반면 다른 터치는 그대로 있다. 그 경우에, 디스플레이 제어 로직(602)은 2개의 터치를 계속하여 인식한다. 디스플레이 제어 로직(602)은 벡터를 사용하여 현재는 없는 터치(now-missing touch)의 위치의 근사값을 구한다. 구체적으로는, 터치 스크린 상에 여전히 존재하는 터치에 대응하는 원점을 가지는 벡터의 종단점에서 없어진 터치 위치의 근사값이 구해질 것이다. 벡터는 마지막 2개의(또는 더 많은) 기록된 터치 위치의 개별 위치로부터 도출되는 제2 벡터와 동일한 각도 및 길이를 유지한다. 상세하게는, 제2 벡터의 원점은 수신된 하나의 터치 위치에 가장 가까운 마지막 2개의(또는 더 많은) 기록된 위치의 그 개별 위치로 되도록 선택된다.
방법(700)의 단계들은 3개 이상의 터치를 검출하도록 구성될 수 있다. 전술한 임계 시간 프레임 및 위치 임계값 둘다가 사용자 조정가능하다. 모든 이러한 변형이 본 개시 내용의 범위 내에 포함된다.
도 8a는 방법(700)이 구현될 수 있는 다른 시스템(800)을 나타낸 것이다. 시스템(800)은 프로세싱 로직(802), 애플리케이션(806, 807)을 포함하는 저장 장치(804), 디스플레이 제어 로직(808), 디스플레이(810), 터치 스크린(812), 광 트랜시버(814, 816), 및 애플리케이션(820, 822)을 포함하는 저장 장치(818)를 포함한다. 터치 스크린(812)은 그의 가장자리를 따라 이하에 기술하는 재귀반사 테이프(retro-reflective tape)(830)를 포함한다. 방법(700)의 기술은 애플리케이션(806)과 같은 소프트웨어 상에 인코딩되고 프로세싱 로직(802)에 의해 실행될 수 있다. 대안으로서, 방법(700)의 기술은 애플리케이션(820)과 같은 소프트웨어 상에 인코딩되고 디스플레이 제어 로직(808)에 의해 실행될 수 있다. 광원들 및 검출기들의 그리드를 사용하여 터치를 검출하는 시스템(100)과 달리, 시스템(800)은 광을 투과시키기도 하고 터치 스크린(812) 상에 존재하는 방해를 검출하기도 하는 복수의 광 트랜시버(814, 816)를 포함한다.
도 8b는 동작 중인 시스템(800)을 나타낸 것이다. 사용자가 손가락을 사용하여 터치 지점(824)에서 터치 스크린(812)을 터치하는 것으로 가정한다. 디스플레이 제어 로직(808)은 광 트랜시버(814)로 하여금 터치 스크린(812)에 걸쳐 광(예를 들어, 적외선 광)을 방출하게 한다. 터치 스크린(812)의 가장자리를 따라 재귀반사 테이프(830)(예를 들어, 복수의 소형 거울 코너 큐브를 포함하는 물질)가 배치된다. 재귀반사 테이프(830)에 의해, 광 트랜시버(814)로부터 방출된 광은 광이 재귀반사 테이프(830)에 도달한 방향과 실질적으로 동일한 방향으로(예를 들어, 실질적으로 동일한 각도로) 되돌아가거나 "바운스 백(bounce back)"된다. 손가락 또는 기타 방해물이 이하에 기술되는 바와 같이 광을 방해할 수 있는 한, 터치 스크린(812)의 어느 한쪽에서 적외선 광이 방출될 수 있다. 광 트랜시버(816)는 유사한 방식으로 동작한다.
도시된 바와 같이, 터치 지점(824)에 구축된(established) 터치는 광 트랜시버(814, 816)에 의해 방출된 광을 방해한다. 따라서, 광 트랜시버(814)에 의해 방출된 광은 재귀반사 테이프(830)에 부딪치고, 터치 지점(824)에서의 터치에 의해 차단되는 광을 제외하고는, 광 트랜시버(814)로 되돌아간다. 유사하게, 광 트랜시버(816)에 의해 방출된 광은 재귀반사 테이프(830)에 부딪치고, 터치 지점(824)에서의 터치에 의해 차단되는 광을 제외하고는, 광 트랜시버(816)로 되돌아간다. 이와 같이, 각각의 광 트랜시버(814, 816)는 방해물 - 예컨대, 손가락 - 이 있는 경로를 결정한다. 트랜시버(814, 816)에 의해 결정되는 방해 경로(834, 836)의 교차 지점(832)을 구하기 위해 삼각측량(triangulation) 기술이 사용될 수 있으며, 그로써 터치 지점(824)에서의 방해(또는 터치)의 정확한 위치를 식별한다.
도 8c는 역시 터치 스크린(812)을 나타내지만, 다만 도 8c에서의 터치 스크린(812)은 2개의 터치 지점(824, 826)을 갖는다. 광 트랜시버(814, 816)에 의해 수행되는 전술한 삼각측량 기술은 터치 지점(824, 826)을 식별한다. 그러나, 도 8b에 도시된 터치 스크린과는 달리, 도 8c의 터치 스크린은 다수의 터치 지점을 가진다. 그 결과, 광 트랜시버(814, 816)는 2개의 실제 터치 지점(824, 826)뿐만 아니라 실제의 터치 지점인 것처럼 보이지만 실제로는 실제의 터치 지점이 아닌 2개의 부가의 교차 지점 - 가상 터치 지점(828)이라고 함 - 도 식별한다. 실제 터치 지점만이 사용되어야 하기 때문에, 실제 터치 지점과 가상 터치 지점을 구분하는 것이 바람직하다. 시스템(800)은 이제부터 기술하는 바와 같이 실제 터치 지점과 가상 터치 지점을 구분한다.
디스플레이 제어 로직(808)에 의해 실행될 때, 애플리케이션(822)은 디스플레이 제어 로직(808)으로 하여금 광 트랜시버(814, 816)를 사용하여 전술한 삼각측량 기술을 수행하게 한다. 삼각측량 기술을 수행할 때, 디스플레이 제어 로직(808)은 방해 경로(838, 840, 842, 844)에 각각 대응하는 방해 각도(846, 848, 850, 852)를 사용하여, 다수의 터치 지점(824, 826, 828) 각각의 특성을 예측한다. 디스플레이 제어 로직(808)은 또한 터치 스크린(812)과 관련한 방해 경로(838, 840, 842, 844)의 배향을 사용하여 다수의 터치 지점(824, 826, 828) 각각의 특성을 예측한다. 게다가, 디스플레이 제어 로직(808)은 터치 스크린(812)과 관련한 그의 위치에 대응하는 광 트랜시버(814, 816)에 관한 부가의 정보를 유지할 수 있다.
광 트랜시버(814, 816)에 의해 수집된 정보의 일부 또는 전부를 사용하여, 디스플레이 제어 로직(808)은 터치 지점(824, 826, 828)과 연관된 공간 특성을 결정한다. 이러한 특성은 터치 지점의 유망한 크기, 형상, 배향 등을 포함한다. 디스플레이 제어 로직(808)은 이어서 터치 지점(824, 826, 828)의 서로 다른 공간 특성을 비교하여 터치 지점(824, 826, 828) 중 어느 것이 실제 터치 지점일 가능성이 가장 많고 어느 것이 가상 터치 지점일 가능성이 가장 많은지를 결정할 수 있다. 디스플레이 제어 로직(808)은 원하는 바에 따라 사전 프로그램된 수식 등을 사용하여 공간 특성의 일부 또는 전부를 가중(weighting)함으로써 이러한 비교를 수행할 수 있다. 전술한 공간 특성 각각의 결정에 대해 이제부터 설명한다.
디스플레이 제어 로직(808)은 터치 지점의 위치와 관련하여 터치 지점과 연관된 방해 경로 각도를 사용하여(즉, 삼각측량을 사용하여) 터치 지점의 형상을 결정할 수 있다. 예를 들어, 터치 지점이 타원체인 것으로 가정되기 때문에(예를 들어, 손가락 및 손가락 끝이 타원과 유사한 경향이 있기 때문에), 디스플레이 제어 로직(808)은 광 트랜시버(814, 816)로부터의 광학 정보, 예컨대 터치 지점의 폭을 사용하여 터치 지점과 연관된 장축 및 단축의 길이를 구한다. 구체적으로는, 디스플레이 제어 로직(808)이 광 트랜시버(814, 816)를 사용하여 그의 형상이 결정되어야 하는 터치 지점의 위치를 결정한 후에, 디스플레이 제어 로직(808)은 터치 지점에 대응하는 방해 각도는 물론 광 트랜시버(814, 816)로부터의 터치 지점의 거리를 사용하여(즉, 기본 삼각 기법을 사용하여) 터치 지점의 주축의 길이를 구한다. 터치 지점의 단축의 길이를 구하기 위해 유사한 기술이 사용될 수 있다. 디스플레이 제어 로직(808)은 이어서 장축의 길이와 단축의 길이의 차이를 구하고 차이의 절대값으로 나눔으로써 타원체 터치 지점의 이심률(eccentricity)을 구할 수 있다. 이심률이 클수록, 터치 지점이 더 타원체이다. 광 트랜시버(814, 816)에 의해 수집된 데이터의 일부 또는 전부를 사용하여 터치 지점의 형상 정보를 얻는 데 다른 유사한 기술이 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 8c를 참조하면, 터치 지점(824)의 형상이 결정되면, 다이어몬드-형상의 방해(825) 내에 타원을 내접시키는 근사화가 행해질 수 있다.
일부 실시예에서, 4개의 가능한 터치 지점 중에서, 2개의 실제 터치 지점과 2개의 가상 터치 지점이 교대하는 방식으로 배열되는 것으로 가정하도록 디스플레이 제어 로직(808)이 프로그램될 수 있다. 이 가정은 실제 터치 지점과 가상 터치 지점이 일반적으로 이러한 교대하는 방식으로 배열되는 경향이 있다는 사실에 기초한다. 따라서, 예를 들어, 도 8c를 참조하면, 터치 지점이 교대하는 방식으로 나타내어져 있다 - 실제 터치 지점(824) 다음에 가상 터치 지점(828) 중 하나가 오고, 이어서 실제 터치 지점(826)이 오며, 이어서 다른 가상 터치 지점(828)이 온다. 따라서, 디스플레이 제어 로직(808)이 본 명세서에 기술된 기술들 중 임의의 기술을 사용하여 가능한 터치 지점들 중 단지 하나의 식별을 정확하게 결정하는 경우(즉, 터치 지점이 실제 터치 지점인지 가상 터치 지점인지를 정확하게 결정하는 경우), 디스플레이 제어 로직(808)은 나머지 터치 지점의 식별을 자동으로 결정할 수 있는데, 그 이유는 터치 지점들은 실제 터치 지점과 가상 터치 지점 사이를 교대하기 때문이다. 일부 이러한 경우에, 가능한 터치 지점이 터치 스크린(812)에서 벗어나 위치하는 경우 가능한 터치 지점들 중 단지 하나의 식별이 즉각적으로 정확하게 결정된다. 터치 스크린(812)에서 벗어나 있는 것으로 결정되는 가능한 터치 지점은 가상 터치 지점이며, 그로써 나머지 가능한 터치 지점의 식별이 구축된다.
디스플레이 제어 로직(808)은 방해 경로 배향 및 각도는 물론 광 트랜시버(814, 816)의 위치 정보를 사용하여 터치 지점의 크기를 구할 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 디스플레이 제어 로직(808)은 각각의 가능한 터치 지점의 장축 및 단축의 길이를 구할 수 있다. 디스플레이 제어 로직(808)은 이들 길이를 사용하여 각각의 가능한 터치 지점과 연관된 크기(즉, 면적)를 구할 수 있다. 가능한 터치 지점의 면적(area)을 구하기 위해, 디스플레이 제어 로직(808)은 장축과 단축의 곱에 파이를 곱한다. 각각의 가능한 터치 지점의 면적을 구한 후에, 디스플레이 제어 로직(808)은 모든 가능한 터치 지점의 평균 크기를 구할 수 있다. 디스플레이 제어 로직(808)은 이어서 각각의 가능한 터치 지점의 크기 또는 가능한 터치 지점 쌍의 크기를 모든 가능한 터치 지점의 평균 크기와 비교하여, 터치 지점들 중 어느 것이 실제 터치 지점일 가능성이 가장 많고 어느 것이 가상 터치 지점일 가능성이 가장 많은지를 결정할 수 있다. 일부 실시예에서, 평균 터치 지점 크기에 아주 가까운 크기를 가지는 터치 지점이 평균 터치 지점 크기에 그다지 가깝지 않은 크기를 가지는 터치 지점보다 실제 터치 지점일 가능성이 더 많다. 다른 유사한 기술도 사용될 수 있다.
디스플레이 제어 로직(808)은 광 트랜시버(814, 816)를 사용하여 수집된 정보에 기초하여 터치 지점의 배향을 결정할 수 있다. 구체적으로는, 각각의 가능한 터치 지점에 대해, 디스플레이 제어 로직(808)은 그 터치 지점과 연관된 방해 각도는 물론 광 트랜시버(814, 816)와 관련한 그 터치 지점의 위치를 구한다. 이 정보를 사용하여, 디스플레이 제어 로직(808)은 그 가능한 터치 지점이 수평으로 배향되는지 수직으로 배향되는지를 예측한다. 광 트랜시버들 중 하나의 광 트랜시버(예를 들어, 광 트랜시버(814))에 의해 측정된 방해 각도가 다른 광 트랜시버(예를 들어, 광 트랜시버(816))에 의해 측정된 방해 각도보다 큰 것으로 가정한다. 이러한 경우에 디스플레이 제어 로직(808)이 그 가능한 터치 지점이 광 트랜시버(816)보다 광 트랜시버(814)에 더 가까이 위치하는 것으로 결정하는 경우, 기하학적으로 말하면, 가능한 터치 지점이 수직으로 배향되는 것보다 수평으로 배향될 가능성이 더 많다. 그러나, 가능한 터치 지점이 광 트랜시버(814)보다 광 트랜시버(816)에 더 가까이 위치하는 경우, 가능한 터치 지점이 수평으로 배향되는 것보다 수직으로 배향될 가능성이 더 많다. 유사하게, 광 트랜시버(816)에 의해 측정된 방해 각도가 광 트랜시버(814)에 의해 측정된 것보다 큰 것으로 가정한다. 가능한 터치 지점이 광 트랜시버(814)보다 광 트랜시버(816)에 더 가까이 위치하는 경우, 터치 지점이 수평으로 배향될 가능성이 더 많다. 그렇지 않은 경우, 터치 지점이 수직으로 배향될 가능성이 더 많다. 일반적으로, 가능한 터치 지점의 배향이 다른 가능한 터치 지점의 배향과 일치하지 않는 경우, 그 가능한 터치 지점은 가상 터치 지점일 가능성이 있다.
위의 결정들을 수행할 때, 디스플레이 제어 로직(808)은 서로 다른 인자들에 더 많거나 더 적은 가중치를 줄 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 제어 로직(808)은 터치 지점 형상에 관해 행해지는 결정에 보다 많은 가중치를 줄 수 있고, 터치 지점 배향에 관해 행해지는 결정에 보다 적은 가중치를 줄 수 있다. 터치 지점 예측은 원하는 바에 따라 가중될 수 있다. 일부 실시예에서, 가중 후에, 예측들이 결합되어 누적값 또는 예측을 발생할 수 있으며, 이 누적값 또는 예측은 이어서 - 이용가능한 정보의 일부 또는 전부를 고려했을 때 - 어느 터치 지점이 실제 터치 지점일 가능성이 가장 많고 어느 터치 지점이 가상 터치 지점일 가능성이 가장 많은지를 나타낸다. 일부 실시예에서, 전술한 인자들은 사전 프로그램된 방식에 기초하여 수치값을 할당받을 수 있고, 가중된 후에, 하나 이상의 사전 프로그램된 수식에서 사용되어 가능한 터치들 중 어느 것이 실제 터치이고 어느 것이 가상 터치인지를 결정(또는 예측)할 수 있다. 일부 실시예에서, 가중이 수행되지 않는다. 이들 기술에 대한 변형들의 일부 및 전부가 본 개시 내용의 범위 내에 포함된다.
전술한 방해 경로 각도 정보가 광 트랜시버에 의해 수집되고 신호를 사용하여 디스플레이 제어 로직(808)에 제공된다. 디스플레이 제어 로직(808)은 방해 경로를 나타내는 변화(예를 들어, 오목부)에 대해 이러한 신호를 모니터링할 수 있다. 디스플레이 제어 로직(808)은 이러한 변화(예를 들어, 오목부 폭)를 분석하여 식별된 방해 경로와 연관된 각도를 결정할 수 있다. 터치 지점 각도 등의 기타 정보도 이러한 신호 변화를 사용하여 결정될 수 있다. 이러한 방식으로 정보를 획득하였으면, 디스플레이 제어 로직(808)은 전술한 인자들을 사용하여, 가능한 터치 지점들 중 어느 것이 실제 터치 지점이고 어느 것이 가상 터치 지점인지를 예측할 수 있다. 어느 것이 실제 터치 지점인지를 예측하였으면, 디스플레이 제어 로직(808)은 이러한 예측을 그 때에 실행되고 있을 수 있는 임의의 적용가능한 소프트웨어로 전달할 수 있다.
일부 경우에, 2개의 실제 터치가 동시에 터치 스크린(812)에 도입(introduce)되지 않을 수 있다. 달리 말하면, 터치들 중 하나가 도입되고, 이어서 나중에 제2 터치가 도입될 수 있다. 시스템(800)은 단일 터치, 일련의 다중 터치, 및 동시적인 다중 터치를 구분하도록 구성되어 있다. 보다 구체적으로는, 디스플레이 제어 로직(808)이 터치 스크린(812) 상에서 제1 터치를 검출할 때, 제1 터치를 마우스 누름(mouse-down) 이벤트로서 처리하기 전에 디스플레이 제어 로직(808)이 사전 결정된(예를 들어, 사용자-지정된) 시간 길이 동안 기다리도록 애플리케이션(822)이 프로그램되어 있다. 이 지연 시간 동안 기다리는 것은 제2 터치의 도입을 가능하게 한다.
제1 터치가 터치 스크린(812)으로부터 떨어지는 경우 이 지연이 중단될 수 있다. 이러한 경우에 디스플레이 제어 로직(808)은 제1 터치를 클릭(click) 이벤트로서 처리한다. 대안으로서, 제1 터치가 제1 터치의 원래의 위치로부터 사전 결정된 거리 이동되는 경우 이 지연이 중단될 수 있는데, 그 이유는 이러한 이동이 사용자가 터치 스크린(812)의 그래픽 사용자 인터페이스(GUI) 상에서 물체를 "드래그(drag)"하려고 한다는 것을 나타내기 때문이다. 이러한 경우에, 디스플레이 제어 로직(808)은 제1 터치 및 드래그를 드래그 이벤트로서 처리한다. 게다가, 제2 터치가 터치 스크린(812) 상에서 검출되는 경우 이 지연이 중단될 수 있다. 제2 터치가 검출되기 전에 지연 시간이 만료되는 경우, 제1 터치 이벤트만이 처리되고, 모든 터치가 터치 스크린(812)으로부터 해제될 때까지 다른 터치가 처리되지 않는다. 유사하게, 지연 동안에 제2 터치가 검출되는 경우, 지연이 만료되고, 모든 터치가 터치 스크린(812)으로부터 떨어질 때까지 이중 터치 이벤트만이 처리된다. 다른 이러한 터치 규칙이 원하는 바에 따라 애플리케이션(822)에 프로그램될 수 있다.
상기한 기술이 일반적으로 디스플레이 제어 로직(808)에 의해 수행되는 것으로 기술되고 있지만, 일부 실시예에서, 애플리케이션(807)을 실행하는 동안에 상기한 기술이 프로세싱 로직(802)에 의해 수행될 수 있다.
사용되는 컴퓨터 시스템(예를 들어, 본 명세서에 개시된 기술을 구현하는 시스템(100), 시스템(800) 또는 다른 시스템)의 종류에 상관없이, 디스플레이 및 디스플레이 제어 로직을 사용하여 수집된 터치 데이터가 실행되는 적절한 애플리케이션(들)에 후속하여 제공된다. 예를 들어, 컴퓨터 시스템의 사용자는 디스플레이 상에서 GUI를 볼 수 있다. GUI는 애플리케이션을 사용하여 발생된다. 사용자는 디스플레이를 터치함으로써 GUI와 상호작용한다. 디스플레이 제어 로직은 이 터치 정보를 수집하여, 사용자가 상호작용하고 있던 GUI를 발생하는 데 사용된 애플리케이션에 제공한다.
도 9는 터치 데이터를 수집하여 적절히 라우팅하는 소프트웨어 아키텍처를 포함하는 일반 컴퓨터 시스템(1000)(예를 들어, 시스템(100 및/또는 800)을 예시함)을 나타낸 것이다. 컴퓨터 시스템(1000)은 터치 스크린 디스플레이(1002), 프로세싱 로직(1004), 저장 장치(1006) 및 기타 회로 로직(1008)(예를 들어, 비디오 카드, 버스)을 포함한다. 저장 장치(1006)는 시스템 서비스 애플리케이션("SS")(1010) 및 관리 애플리케이션("AA")(1012)을 포함한다. 저장 장치(1006)는 또한 하나 이상의 일반 사용자 애플리케이션(1014) 및 표준화된 드라이버 스택("SDD")(1016)을 포함한다. SS(1010)는 하드웨어로부터 입력을 받고 그 입력을 운영 체제 및/또는 관리 애플리케이션(AA)에 제공하도록 동작하는 프로그램으로서 정의될 수 있다. AA(1012)는 사용자별로 시스템 서비스 애플리케이션으로부터 입력을 받고 그 입력을 운영 체제 및/또는 협동하는 애플리케이션에 제공하는 프로그램으로서 정의될 수 있다. SDD(1016)는 협동하는 하드웨어로부터의 입력을 해석하고 이를 구현에 무관하게 균일한 방식으로 애플리케이션들에 제공하도록 되어 있는 일련의 프로그램으로서 정의될 수 있다. 애플리케이션들(1014)은 WINDOWS® VISTA® OS 등의 운영 체제("OS")(1018)를 포함한다. 저장 장치(1006)에 저장된 소프트웨어가 본 명세서에서 동작을 수행하는 것으로 기술될 때, 소프트웨어를 실행한 결과로서 실제로는 프로세싱 로직(1004)이 그 동작을 수행한다는 것을 잘 알 것이다.
OS(1018)의 부팅 시에 SS(1010)가 시작된다. SS(1010)는 SDD(1016)를 통해 디스플레이(1002)로부터 정보를 수신하고 디스플레이(1002)에 정보를 전달한다. 어떠한 사용자도 시스템(1000)에 로그인되지 않을 때, SS(1010)는 그에 따라(예를 들어, 로그인 스크린을 사용하여) 디스플레이(1002)를 구성한다. 복수의 사용자 각각이 로그인할 때, AA(1012)의 개별적인 인스턴스(instance)가 시작되고 프로세싱 로직(1004)에 의해 실행된다. SS(1010)가 디스플레이(1002)로부터 터치 데이터를 수신할 때, SS(1010)는 터치 데이터를 현재 로그인되어 있고 현재 활성인 사용자에 대응하는 AA(1012)의 인스턴스로 라우팅한다. 터치 데이터는 임의의 적당한/적절한 프로세스간 통신 방법을 사용하여 전달된다. 또한, 터치 데이터를 수신하는 AA(1012) 인스턴스는 터치 데이터를 분석하여 터치 데이터가 어떻게 추가로 라우팅되어야 하는지를 결정한다. 일부 실시예에서, AA(1012)가 터치 데이터가 하나의 터치만을 포함하는 것으로 결정하는 경우, AA(1012)는 디폴트(default) 또는 "정상(normal)" 처리를 위해 하나의 터치를 OS(1018)에 제공한다. 그러나, 일부 실시예에서, AA(1012)가 터치 데이터가 다수의 터치를 포함하는 것으로 결정하는 경우, AA(1012)는 확장, 축소, 그랩(grab) 및 드래그 동작과 같은 목적을 위해 다수의 터치 데이터를 사용할 수 있는 현재 실행 중인 애플리케이션(1014)에 터치 데이터를 제공한다. 이러한 종류의 라우팅에 대한 많은 변형이 가능하다. 모든 이러한 변형이 본 개시 내용의 범위 내에 포함된다.
SS(1010)는, AA(1012)의 인스턴스로부터 수신된 사용자 상황 정보(user context information)에 기초하여, 터치 데이터가 AA(1012)의 어느 인스턴스로 라우팅되어야 하는지를 결정한다. AA(1012)의 각각의 인스턴스에 의해 제공된 사용자 상황 정보는 그 인스턴스와 연관된 사용자의 상태를 나타낸다. 예를 들어, 사용자 상황 정보는 사용자가 현재 로그인되어 있다는 것, 사용자가 현재 로그인되어 있지만 비활성이라는 것, 사용자가 현재 로그인되어 있고 활성이라는 것, 스크린 세이버가 실행 중이라는 것 등을 나타낼 수 있다. 사용자 상황 정보는 원하는 바에 따라 임의의 이러한 정보를 포함하도록 프로그램될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 사용자 상황 정보는 수신된 터치 데이터를 AA(1012)의 적당한 인스턴스(예를 들어, 로그인되고 활성인 사용자에 대응하는 인스턴스)로 라우팅하는 데 사용될 수 있다. 그러나, 사용자 상황 정보는 또한 반대 방향으로의 데이터 전송을 용이하게 한다. 구체적으로는, SS(1010)는 사용자 상황 정보를 사용하여 사용자 선호도(preference)에 따라 터치 스크린 디스플레이(1002)를 구성할 수 있다. 예를 들어, AA(1012)의 특정의 인스턴스가 현재 로그인된 활성인 사용자에 대응하는 경우, SS(1010)는 그 사용자의 선호도에 따라 터치 스크린 디스플레이(1002)를 구성하게 된다. 각각의 사용자의 선호도는 저장 장치(1006)에, 예를 들어, 데이터베이스 형태로 저장될 수 있다.
도 10은 전술한 소프트웨어 아키텍처의 개념도(1020)를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, (디스플레이 제어 로직을 포함하는) 디스플레이 하드웨어(1002)는 SDD(1016)와 통신한다. 차례로, SDD(1016)는 SS(1010)와 통신한다. SS(1010)가 SDD(1016)를 통해 디스플레이 하드웨어(1002)로부터 터치 데이터를 수신할 때, SS(1010)는 시스템(1000) 상에서 실행되고 있을 수 있는 AA(1012)의 (잠재적으로) 다수의 인스턴스 중 하나의 인스턴스로 터치 데이터를 라우팅한다. 터치 데이터가 라우팅되는 AA(1012) 인스턴스는 AA(1012)의 인스턴스(들)로부터 수신된 사용자 상황 정보에 의존한다(예를 들어, 그 시간에 어느 사용자가 시스템(1000)에 현재 로그인되고 활성인지에 의존한다). 예를 들어, 사용자가 현재 활성인 경우, SS(1010)는 터치 데이터를 그 사용자의 AA(1012) 인스턴스로 라우팅한다. 도시된 바와 같이, AA(1012)의 다수의 인스턴스 각각은 하나 이상의 애플리케이션(1014)과 통신할 수 있다. 따라서, 터치 데이터를 수신하는 AA(1012)의 인스턴스는 터치 데이터를 현재 사용 중인 애플리케이션들(1014) 중 하나(예를 들어, "활성"이거나 "최상부(topmost)" 애플리케이션)로 라우팅할 수 있다. 일부 실시예에서, 터치 데이터를 수신하는 AA(1012)의 인스턴스는 터치 데이터를 애플리케이션들(1014) 중 하나인 OS(1018)로 라우팅한다. 터치 데이터가 하나의 터치만을 포함할 때, 데이터는 일반적으로 AA(1012) 인스턴스로부터 OS(1018)로 라우팅된다. 터치 데이터가 이중 터치를 포함하는 경우, AA(1012)의 인스턴스는 터치 데이터를 (예를 들어, 창 확장 또는 축소, 드래그 이벤트를 위해) 다수의 터치 데이터를 사용할 수 있는 적절한 애플리케이션(들)(1014)에 제공한다. 그러나, 다양한 이러한 라우팅이 가능하고, 본 개시 내용의 범위 내에 포함된다.
앞서 설명한 바와 같이, SS(1010)는 그 시간에 실행 중일 수 있는 AA(1012)의 인스턴스에 따라 SDD(1016)를 사용하여 디스플레이(1002)에 대한 파라미터를 구성할 수 있다. SS(1010)는 또한 (그 시간에 실행 중인 AA(1012)의 특정 인스턴스와 관련하여) 그 시간에 실행 중일 수 있는 애플리케이션(1014)에 따라 디스플레이(1002)에 대한 파라미터를 구성할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 원리 및 다양한 실시예를 설명하기 위한 것이다. 이상의 개시 내용이 완전히 이해되면, 다양한 변형 및 수정이 당업자에게 명백하게 될 것이다. 이하의 특허청구범위가 모든 이러한 변형 및 수정을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (25)

  1. 터치 스크린의 도파로 층에 광 빔들을 제공하도록 구성된 복수의 광원 - 물체가 터치 지점에서 상기 터치 스크린을 터치할 때 상기 광 빔들 중 적어도 하나가 외란(disturb)됨 -;
    복수의 검출기 - 상기 검출기들 중 적어도 하나가 상기 외란된 광을 검출하도록 구성됨 -; 및
    상기 적어도 하나의 검출기에 결합되어 있는 제어 로직 - 상기 제어 로직은 상기 적어도 하나의 검출기가 상기 외란된 광을 검출한 결과로서 상기 터치 지점의 위치를 결정함 -
    를 포함하고,
    상기 복수의 광원 및 복수의 검출기가 광원/검출기 층 내부에 포함되고, 상기 광원/검출기 층이 상기 광원/검출기 층과 상기 도파로 층 사이에서 광을 전달하는 복수의 거울을 포함하는 거울 층에 의해 상기 도파로 층과 분리되어 있는 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 광원 중 적어도 일부는 적외선 레이저 다이오드들을 포함하는 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어 로직은 상기 복수의 광원 중 어느 것이 외란된 광 빔을 방출했는지를 결정함으로써 상기 위치를 결정하는 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 복수의 광원은 상기 광원/검출기 층의 상기 복수의 검출기와 상이한 측면을 따라 배열되어 있는 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 외란된 광은 상기 복수의 광원 중 하나의 광원에 의해 방출된 광 빔으로부터 분산된 광을 포함하는 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 복수의 광원은 상기 복수의 검출기가 인접하여 배치되어 있는 상기 터치 스크린의 다른쪽 측면에 직교인 상기 터치 스크린의 한쪽 측면에 인접하여 배치되어 있는 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 인접한 광원들 간의 간격이 0.01 mm 내지 10 mm인 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 복수의 광원 각각은 2개의 구성요소를 포함하는 거울 쌍과 연관되어 있고, 상기 거울 쌍은 광원으로부터의 광 빔을 상기 터치 스크린으로 전달하며, 상기 거울 쌍은 상기 광 빔을 상기 터치 스크린에 제공할 때 상기 광 빔을 일정 범위의 각도로 확산시키는 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 복수의 광원 중 제1 광원이 활성화되어 있는 동안에, 상기 복수의 검출기 각각이 활성화 및 비활성화되고, 상기 복수의 광원 중 제2 광원이 활성화되어 있는 동안에, 상기 복수의 검출기 각각이 활성화 및 비활성화되며, 상기 복수의 광원 중 상기 제1 광원이 비활성화되어 있는 동안 상기 복수의 광원 중 상기 제2 광원이 활성화되는 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 복수의 광원 전부 및 상기 복수의 검출기 전부가 100 밀리초 내에 활성화되는 시스템.
  11. 광파들(light waves)을 안내할 수 있는 제1 층;
    상기 제1 층에 인접한 제2 층 - 상기 제2 층은 다수의 반사 장치를 포함함 -;
    상기 제2 층에 인접한 제3 층 - 상기 제3 층은 다수의 광원 및 다수의 검출기를 포함하고, 상기 광원들은 상기 제3 층의 한쌍의 측면 중 하나 이상에 배열되어 있고, 상기 검출기들은 상기 제3 층의 다른 한쌍의 측면 중 하나 이상에 배열되어 있음 -; 및
    상기 다수의 검출기에 결합된 제어 로직
    을 포함하고,
    광이 상기 다수의 반사 장치 중 하나의 반사 장치를 통해 그 광원으로부터 상기 제1 층으로 전달되도록 상기 광원들 각각이 활성화되고, 상기 광원들 각각이 라운드-로빈 방식으로 활성화 및 비활성화되며,
    상기 광원들 각각이 활성화되어 있는 동안, 상기 다수의 검출기 각각이 라운드-로빈(round-robin) 방식으로 활성화 및 비활성화되고,
    상기 다수의 검출기 중 하나의 검출기가 광을 검출한 결과, 상기 제어 로직은 검출된 상기 광이 다수의 광원 중 어느 것에 의해 발생되었는지를 결정하는 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 다수의 검출기 중 상기 하나의 검출기는 FTIR(frustrated total internal reflection)의 결과로서 상기 제1 층으로 반사된 상기 광을, 상기 다수의 검출기 중 상기 하나의 검출기 및 상기 검출된 광을 발생한 광원에 대응하는 위치에서 검출하는 시스템.
  13. 제11항에 있어서, 상기 한쌍의 측면이 상기 다른 한쌍의 측면과 직교하는 시스템.
  14. 제11항에 있어서, 상기 다수의 광원 각각이 라운드-로빈 방식으로 활성화 및 비활성화되고 상기 다수의 검출기 각각이 라운드-로빈 방식으로 활성화 및 비활성화되는 총 시간량이 100 밀리초보다 작은 시스템.
  15. 제11항에 있어서, 상기 다수의 반사 장치 중 하나의 반사 장치를 통해 상기 광원으로부터 상기 제1 층으로 전달되는 상기 광이 상기 제1 층을 통해 상기 다른 한쌍의 측면에 평행하게 지나가는 광 빔으로 이동(travel)하는 시스템.
  16. 제11항에 있어서, 디스플레이, 텔레비전, 데스크톱 컴퓨터 시스템, 이동 통신 장치, PDA(personal digital assistant) 및 휴대용 음악 플레이어로 이루어지는 그룹에서 선택된 시스템을 포함하는 시스템.
  17. 전반사를 사용하여 디스플레이의 길이를 따라 전파하는 광 빔을 발생하는 단계;
    상기 광 빔의 상기 전반사를 교란시켜 상기 광 빔의 적어도 일부를 누설시키는 단계;
    복수의 검출기 중 하나의 검출기가 상기 누설된 광의 반사된 부분을 검출할 때까지 상기 복수의 검출기 각각을 활성화 및 비활성화시키는 단계; 및
    상기 누설된 광의 상기 반사된 부분을 검출하는 상기 검출기의 위치 및 상기 광 빔을 발생한 광원의 위치를 사용하여, 상기 광 빔의 상기 전반사가 교란된 하나 이상의 위치를 결정하는 단계
    를 포함하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 길이를 따라 상기 광 빔을 발생하는 단계는 상기 광원을 사용하여 상기 광 빔을 발생하는 단계, 상기 광 빔을 한쌍의 거울에 제공하는 단계, 및 상기 한쌍의 거울로부터의 상기 광 빔을 상기 디스플레이 내로 주입하는 단계를 포함하며, 상기 디스플레이는 파형들을 안내할 수 있는 유리 층을 포함하는 방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 하나 이상의 위치를, 애플리케이션을 실행하고 있고 상기 애플리케이션과 연관된 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 디스플레이하고 있는 프로세서에 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
  20. 제17항에 있어서, 상기 광 빔을 발생하는 단계는 적외선 레이저 다이오드들을 사용하는 단계를 포함하는 방법.
  21. 광원 및 검출기 층(LSDL) - 상기 LSDL은 상기 LSDL의 한쌍의 측면 중 적어도 하나를 따라 배치된 복수의 광원을 포함하고, 상기 LSDL의 다른 한쌍의 측면 중 적어도 하나를 따라 배치된 복수의 검출기를 더 포함함 -;
    상기 LSDL에 인접한 거울 층 - 상기 거울 층은 다수의 거울 쌍을 포함하고, 상기 다수의 거울 쌍 중 적어도 하나는 상기 복수의 광원 중 하나와 정렬되고 상기 거울 쌍 중 적어도 다른 하나는 상기 복수의 검출기 중 하나와 정렬되어 있음 -; 및
    상기 거울 층에 인접한 유리 층
    을 포함하는 시스템.
  22. 제21항에 있어서, 상기 복수의 광원은 상기 복수의 광원으로부터 방출된 광을 상기 유리 층 내로 반사시키는 하나의 거울 쌍과 정렬되어 있는 시스템.
  23. 제21항에 있어서, 상기 복수의 검출기는 상기 유리 층으로부터의 광을 상기 복수의 검출기로 반사시키는 하나의 거울 쌍과 정렬되어 있는 시스템.
  24. 제21항에 있어서, 상기 복수의 광원은 1 mm 내지 10 mm 간격을 두고 떨어져 있는 시스템.
  25. 제21항에 있어서, 상기 시스템은 컴퓨터 디스플레이를 포함하는 시스템.
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