KR20120034874A - Touch screen device using vibrating optical reflector - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A touch screen device using a vibrating optical reflector is provided to sense a touch location according to the change of the amount of light reception. CONSTITUTION: A light progress pattern is formed on a substrate member(110). A vibration reflecting module supplies a reflective light according to a light progress pattern of the substrate member. A light receiving unit has a light receiving sensing module. At least one light receiving sensing module receives a reflective light through the light progress pattern. A touch screen controlling unit(140) outputs a location coordinate of an object which touches a substrate member.

Description

진동형 광 반사기를 이용한 터치 스크린 장치{TOUCH SCREEN DEVICE USING VIBRATING OPTICAL REFLECTOR}TOUCH SCREEN DEVICE USING VIBRATING OPTICAL REFLECTOR}

본 발명은 진동형 광 반사기를 이용한 터치 스크린 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수광량을 이용하여 터치된 물체의 위치를 감지하는 진동형 광 반사기를 이용한 터치 스크린 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a touch screen device using a vibrating light reflector, and more particularly, to a touch screen device using a vibrating light reflector for detecting a position of a touched object using a light receiving amount.

터치스크린은 키보드나 마우스와 같은 입력장치를 사용하지 않고, 화면(스크린)에 나타난 문자나 특정위치에 사람의 손 또는 물체가 닿으면 그 위치를 파악하여 특정한 기능을 처리하도록 한 것으로 최근 여러 장치에 많이 장착되고 있다. 터치스크린 장치는 저항막 방식, 표면탄성파 방식, 적외선차광 방식, 전자유도 방식, 정전용량 방식 등이 있다.The touch screen does not use an input device such as a keyboard or a mouse, and detects the position of a person's hand or an object on a character or a specific location on the screen (screen) to process the specific function. It is attached a lot. The touch screen device includes a resistive film type, surface acoustic wave type, infrared light shielding type, electromagnetic induction type, and capacitive type.

저항막 방식의 터치스크린은 통상적으로 뒷면에 도전막(ITO)을 형성한 PET 기판이 사용되며 공기층을 끼고 유리 위로 형성한 도전막(ITO)과 상대하고 있다. 그리고 두 면 사이의 공간을 유지하고 터치하지 않았을 때의 상호 접촉(short)을 방지하기 위해 공간 내에는 스페이서가 동일한 간격으로 배치되어 있다. 이와 같이 저항막 방식의 터치스크린은 그 구조적 특징으로 인하여 빛의 투과율을 저하는 불가피하다. 또한 터치할 때마다 도전막끼리 기계적인 접촉을 하는 관계로 내구성을 유지하기 위해서는 도전막을 두껍게 하지 않으면 안 된다. 이로 인해 투과율을 더욱 나빠지고 심지어는 황색을 띠는 경향까지 나타나고 있다.In general, a resistive touch screen uses a PET substrate having a conductive film (ITO) formed on its rear surface, and faces an electrically conductive film (ITO) formed on a glass with an air layer thereon. Spacers are arranged at equal intervals in the space in order to maintain the space between the two surfaces and prevent mutual contact (short) when not touching. As described above, the resistive touch screen is inevitably reduced in light transmittance due to its structural features. Moreover, in order to maintain durability, the conductive film must be thickened because the conductive films are in mechanical contact with each other when they are touched. As a result, the transmittance becomes worse and even yellowish.

표면 탄성파를 이용한 방식의 터치스크린은 X축, Y축의 송신용 변환기로부터 진동을 보내면 유리 표면에 탄성파가 진행한다. 이때, 유리 표면에 손가락을 대면 그 부분의 진동(energy)이 손가락에 흡수되어 진동이 전달되지 않아 위치를 검출할 수 있게 된다. 이 방식은 손톱, 막대기 등 유리 표면의 탄성파를 흡수하지 못하는 물체로 터치 했을 때에는 검출되지 않을 경우는 있다. 또한 물방울이 남아 있으면 여기에 표면탄성파가 흡수되기 때문에 터치 검출에 장애를 받을 염려가 있다.In the touch screen using the surface acoustic wave, when the vibration is transmitted from the transducer for transmission on the X and Y axes, the elastic wave propagates on the glass surface. At this time, when the finger is placed on the glass surface, the vibration of the portion is absorbed by the finger so that the vibration is not transmitted and the position can be detected. This method may not be detected when touched by an object that does not absorb elastic waves on the glass surface such as nails or sticks. In addition, if water droplets remain, surface acoustic waves are absorbed there, which may interfere with touch detection.

적외선차광 방식의 터치스크린은 가로, 세로 한쪽에 LED를 이용한 발광면을 설치하고 그 반대편에 수광면을 설치한다. 그리하여 화면을 터치할 때 빛이 차단됨으로 빛을 차단한 위치가 어디인지 판단할 수 있게 된다. 화면 위에는 검출소자가 없기 때문에 투과율을 100%이다. 그러한 장점이 있는 반면 먼지나 곤충 등 광원을 차단하는 물체에 약하기 때문에 사용할 수 있는 환경이 제한된다. 또한 조명이나 햇빛이 화면에 들어오는 경우 장애가 발생할 경우가 있다.Infrared light shielding type touch screen installs light emitting surface using LED on one side of horizontal and vertical and light receiving surface on the other side. Thus, when the screen is touched, the light is blocked so that it is possible to determine where the light is blocked. Since there is no detection element on the screen, the transmittance is 100%. While there is such an advantage, the environment that can be used is limited because it is weak to an object blocking the light source such as dust or insects. In addition, if the light or sunlight enters the screen, there may be a problem.

전자유도 방식의 터치스크린은 자계를 발생할 수 있는 특별한 장치로 터치해야 하는 것으로 타블렛 등에서 많이 사용되어 왔지만 손가락으로는 동작시킬 수 없음으로 응용범위는 한정되어 있다. 일반적으로 터치스크린에서는 빛이 막을 통과할 때 공기와 막과의 경계에서 반사가 일어나거나 또는 막과 소재와의 경계에서도 반사가 일어난다. 따라서 막과 층의 수가 적을수록 불필요한 반사는 일어나지 않는다. 이러한 점에서 정전용량 방식의 터치스크린은 각 층 사이에는 공기층이 없기 때문에 투과율이 좋고 불필요한 반사도 거의 없다.Electro-induced touch screen is a special device that can generate a magnetic field, and has been used in tablets and the like, but its application range is limited because it cannot be operated with a finger. In general, when the light passes through the membrane, the reflection occurs at the boundary between the air and the membrane or at the boundary between the membrane and the material. Therefore, the smaller the number of films and layers, the less unnecessary reflection occurs. In this regard, the capacitive touch screen has good transmittance and almost no unnecessary reflection because there is no air layer between the layers.

이와 같은 여러 방식의 터치스크린이 다양한 장치들에 널리 장착되고 있으며 가격 저하를 위해 그리고 성능 향상을 위해 해결해야할 부분들이 존재하고 있다. 즉, 보다 단순화된 구조와 보다 향상된 동작 성능을 갖는 터치스크린 장치가 요구된다. 또한 기존의 터치스크린 장치들은 대면적화가 용이하지 않는 문제점이 있다.Such touch screens are widely installed in various devices, and there are parts to be solved to reduce the price and improve the performance. In other words, there is a need for a touch screen device having a simplified structure and improved operating performance. In addition, existing touch screen devices have a problem in that large area is not easy.

본 발명의 목적은 대면적화가 용이하고 보다 향상된 동작 성능을 갖는 진동형 광 반사기를 이용한 터치 스크린 장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a touch screen device using a vibrating light reflector having a large area and having improved operation performance.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 진동형 광 반사기를 이용한 터치 스크린 장치에 관한 것이다. 본 발명의 진동형 광 반사기를 이용한 터치 스크린 장치는 광 진행 패턴이 형성된 기판부재; 상기 기판부재의 광 진행 패턴을 따라 반사광을 제공하는 진동반사모듈; 상기 광진행 패턴을 통해 제공된 반사광이 수광되는 적어도 하나의 수광 센싱 모듈을 갖는 수광부; 상기 수광부로부터 제공받은 수광량을 통해 상기 기판부재를 터치한 오브젝트의 위치좌표를 출력하는 제어부를 포함한다.One aspect of the present invention for achieving the above technical problem relates to a touch screen device using a vibration type light reflector. Touch screen device using a vibration type light reflector of the present invention is a substrate member formed with a light traveling pattern; Vibration reflection module for providing reflected light along the light traveling pattern of the substrate member; A light receiving unit having at least one light receiving sensing module receiving the reflected light provided through the light traveling pattern; And a controller configured to output the position coordinates of the object touching the substrate member through the amount of light received from the light receiver.

일 실시예에 있어서, 상기 수광 센싱 모듈은 상기 기판부재의 X축 방향으로 수신되는 광량을 측정하기 위한 X축 수광 센싱 모듈; 상기 기판부재의 Y축 방향으로 수신되는 광량을 측정하기 위한 Y축 수광 센싱 모듈;을 포함한다. In one embodiment, the light receiving sensing module comprises: an X-axis light receiving sensing module for measuring the amount of light received in the X-axis direction of the substrate member; And a Y axis light receiving sensing module for measuring an amount of light received in the Y axis direction of the substrate member.

일 실시예에 있어서, 상기 수광 센싱 모듈은 다수 개의 단위 수광 센서를 포함한다.In one embodiment, the light receiving sensing module includes a plurality of unit light receiving sensors.

일 실시예에 있어서, 상기 수광부는 상기 제어부의 제어에 따라 상기 다수 개의 단위 수광 센서를 스캔하기 위한 스위칭 회로를 포함한다.In one embodiment, the light receiving unit includes a switching circuit for scanning the plurality of unit light receiving sensors under the control of the controller.

일 실시예에 있어서, 상기 진동 반사 모듈은 광이 발생되는 광원; 상기 광원에서 발생된 광을 반사하기 위한 미러; 상기 미러를 진동시키기 위한 진동부;를 포함한다.In one embodiment, the vibration reflection module includes a light source for generating light; A mirror for reflecting light generated from the light source; And a vibrator for vibrating the mirror.

일 실시예에 있어서, 상기 진동부는 교류 주파수에 비례해서 상기 미러를 진동시킨다.In one embodiment, the vibrator vibrates the mirror in proportion to an alternating frequency.

일 실시예에 있어서, 상기 광 진행 패턴은 상기 기판부재의 일면 또는 양면 중 어느 하나에 형성된다.In one embodiment, the light traveling pattern is formed on one or both surfaces of the substrate member.

일 실시예에 있어서, 상기 수광 센싱 모듈 상기 기판부재의 상면 또는 하면에 접하도록 설치된다.In one embodiment, the light receiving sensing module is installed to contact the upper or lower surface of the substrate member.

본 발명의 진동형 광 반사기를 이용한 터치 스크린 장치에 의하면, 수광량의 변화에 따라 터치 위치를 감지할 수 있다. 또한 진동반사모듈을 통해 제공되는 반사광을 수광 센서를 통해 측정하는 구조로써, 구조가 간단하여 제작이 용이하다. 또한 대면적의 터치 스크린을 제작하는 경우 제작에 소비되는 비용을 절감할 수 있다.According to the touch screen device using the vibrating light reflector of the present invention, the touch position can be detected according to the change in the amount of received light. In addition, as a structure for measuring the reflected light provided through the vibration reflection module through the light receiving sensor, the structure is simple and easy to manufacture. In addition, manufacturing a large area touch screen can reduce the cost of manufacturing.

도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 진동형 광 반사기를 이용한 터치 스크린 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 진동형 광 반사기를 이용한 터치 스크린 장치의 광 진행 패턴이 구비된 기판부재를 도시한 도면이다.
도 3은 진동형 광 반사기를 이용한 터치 스크린 장치의 진동 반사 모듈을 도시한 도면이다.
도 4는 진동형 광 반사기를 이용한 터치 스크린 장치의 단위 수광 센서를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 진동형 광 반사기를 이용한 터치 스크린 장치를 도시한 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 진동형 광 반사기를 이용한 터치 스크린 장치의 반사미러에 의해 반사된 광을 수광하는 단위 수광 센서를 도시한 도면이다.
도 7은 반사미러에 의해 반사된 광과 투과된 광을 수광하는 단위 수광 센서를 도시한 도면이다.
도 8은 반사미러에 의해 투과된 광을 수광하는 단위 수광 센서를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a touch screen device using a vibrating light reflector according to a first exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a substrate member having a light traveling pattern of a touch screen device using the vibrating light reflector shown in FIG. 1.
3 is a diagram illustrating a vibration reflection module of a touch screen device using a vibration light reflector.
4 is a diagram illustrating a unit light receiving sensor of a touch screen device using a vibrating light reflector.
5 is a diagram illustrating a touch screen device using a vibrating light reflector according to a second exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a unit light receiving sensor receiving light reflected by a reflection mirror of a touch screen device using the vibrating light reflector illustrated in FIG. 5.
FIG. 7 is a diagram illustrating a unit light receiving sensor that receives light reflected by a reflection mirror and transmitted light.
8 is a diagram illustrating a unit light receiving sensor that receives light transmitted by a reflection mirror.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
In order to fully understand the present invention, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Embodiment of the present invention may be modified in various forms, the scope of the invention should not be construed as limited to the embodiments described in detail below. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Therefore, the shape of the elements in the drawings and the like may be exaggerated to emphasize a more clear description. It should be noted that the same members in each drawing are sometimes shown with the same reference numerals. Detailed descriptions of well-known functions and configurations that are determined to unnecessarily obscure the subject matter of the present invention are omitted.

도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 진동형 광 반사기를 이용한 터치 스크린 장치를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a touch screen device using a vibrating light reflector according to a first exemplary embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 터치 스크린 장치(100)는 광 진행 패턴이 형성된 기판부재(110)와, 광진행 패턴을 따라 반사광을 제공하는 진동반사모듈(120)과 반사광을 수광하는 수광부와 수광부에서 수광된 수광량을 제공받는 제어부(140)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the touch screen device 100 according to the present invention receives a substrate member 110 having a light traveling pattern, a vibration reflection module 120 that provides reflected light along a light traveling pattern, and received reflected light. It includes a light receiving unit and a control unit 140 receives the received amount of light received by the light receiving unit.

기판부재(110)는 액정디스플레이와 같은 디스플레이 장치의 화면 위에 장착되는 글래스 또는 투명한 필름(예를 들어 PET필름)으로 오브젝트(1)에 의해 터치가 이루어지는 부분이다. 기판부재(110)는 다수의 광 진행 패턴(112)이 형성된다. 광 진행 패턴(112)은 기판부재(110)의 일면 또는 양면에 구비되는데, 볼록한 돔 형태 또는 도면에 도시한 바와 같이 홈 형태로 형성된다. 진동반사모듈(120)에서 반사된 광은 광 진행 패턴(112)을 따라 통과된다. 그러므로 광 진행 패턴(112)은 진동반사모듈(120)에서 반사된 광이 기판부재(110)의 전 영역을 스캔할 수 있도록 기판부재(110)의 전 영역에 걸쳐 형성된다. The substrate member 110 is a glass or transparent film (for example, PET film) that is mounted on a screen of a display device such as a liquid crystal display, and is a part where a touch is made by the object 1. The substrate member 110 is formed with a plurality of light traveling patterns 112. The light traveling pattern 112 is provided on one surface or both surfaces of the substrate member 110, and is formed in a convex dome shape or a groove shape as shown in the drawing. The light reflected by the vibration reflection module 120 passes along the light propagation pattern 112. Therefore, the light propagation pattern 112 is formed over the entire area of the substrate member 110 so that the light reflected from the vibration reflection module 120 can scan the entire area of the substrate member 110.

진동반사모듈(120)은 기판부재(110)의 가장자리 일측에 구비되어 진동반사되는 미러를 통해 광을 반사시켜 기판부재(110) 전 영역을 스캔한다. 진동반사모듈(120)에서 반사된 광은 기판부재(110)의 전 영역에 구비된 광 진행 패턴(112)을 통과하며 오브젝트(1)에 의한 터치가 이루어지는지를 감지한다. 진동반사모듈(120)은 하나 이상 기판부재(110)의 일측에 구비되어 반사광을 발생한다. 본 발명에서는 하나, 두 개의 진동반사모듈(120)을 이용한 터치 스크린 장치를 도시하여 설명하지만, 보다 미세하게 반사광을 발생시키기 위해 다수 개의 진동반사모듈(120)을 구비할 수도 있다. 진동반사모듈(120)의 구조 및 작동원리는 하단에서 상세하게 설명하도록 한다. The vibration reflection module 120 is provided at one side of the edge of the substrate member 110 to reflect the light through the vibration reflection mirror to scan the entire area of the substrate member 110. The light reflected from the vibration reflection module 120 passes through the light propagation pattern 112 provided in the entire area of the substrate member 110 and senses whether a touch by the object 1 is made. The vibration reflection module 120 is provided on at least one side of the substrate member 110 to generate reflected light. In the present invention, a touch screen device using one or two vibration reflection modules 120 is illustrated and described. However, a plurality of vibration reflection modules 120 may be provided to generate reflected light more finely. The structure and operation principle of the vibration reflection module 120 will be described in detail below.

수광부는 기판부재(110)에서 터치가 이루어지지 않는 가장자리의 일측에 구비되어 광 진행 패턴(112)을 지난 반사광을 수광한다. 수광부는 광 진행 패턴(112)에서 반사광이 출력되는 부분에 위치되어 반사광을 측정한다. 수광부는 반사광을 측정하기 위한 다수 개의 단위 수광 센서(132)를 포함한 수광 센싱 모듈과 단위 수광 센서(132)를 순차적으로 스캔하기 위한 스위칭 회로(130)를 포함한다. 먼저, 수광 센싱 모듈은 다수 개의 단위 수광 센서(132)를 포함한다. 본 발명에서는 제1, 2 진동반사모듈(120-1. 120-2)이 구비되므로 제1, 2 진동반사모듈(120-1, 120-2)에서 반사된 광을 수광하기 위해 기판부재(110)의 X,Y축으로 수광 센싱 모듈이 구비된다. 다수 개의 단위 수광 센서(132)는 다수의 광 진행 패턴(112)의 각 말단에 구비되어 하나의 광 진행 패턴(112)으로 입사되는 반사광의 광량을 각각 측정한다. 측정된 광량은 제어부로 제공된다. 이때 다수 개의 단위 수광 센서(132)는 제어부(140)의 제어에 의해 스위칭 회로(130)가 순차적으로 단위 수광 센서(132)를 구동하여 입사되는 반사광의 광량을 측정한다. 본 발명의 실시예에서는 X, Y축에 구비된 수광 센싱 모듈을 제어하기 위하여 제1 ,2 Y축 스위칭 회로(130-1, 130-2) 및 X축 스위칭 회로(130-3)를 포함한다. 단위 수광 센서(132)는 광기전력소자, 적외선 수광센서, 감광 다이오드, 감광 트랜지스터, 포토 트랜지스터 또는 포토 다이오드 중 어느 하나로 구성될 수 있다.The light receiving unit is provided at one side of the edge where the touch is not made in the substrate member 110 to receive the reflected light passing through the light traveling pattern 112. The light receiving unit is positioned at a portion where the reflected light is output from the light traveling pattern 112 to measure the reflected light. The light receiving unit includes a light receiving sensing module including a plurality of unit light receiving sensors 132 for measuring the reflected light and a switching circuit 130 for sequentially scanning the unit light receiving sensors 132. First, the light receiving sensing module includes a plurality of unit light receiving sensors 132. In the present invention, since the first and second vibration reflection modules 120-1 and 120-2 are provided, the substrate member 110 may receive light reflected from the first and second vibration reflection modules 120-1 and 120-2. A light receiving sensing module is provided on the X and Y axes. The plurality of unit light receiving sensors 132 are provided at each end of the plurality of light traveling patterns 112 to measure the amount of light of the reflected light incident on one light traveling pattern 112. The measured amount of light is provided to the controller. In this case, the plurality of unit light receiving sensors 132 sequentially drive the unit light receiving sensor 132 under the control of the controller 140 to measure the amount of reflected light incident. In an exemplary embodiment of the present invention, the first and second Y-axis switching circuits 130-1 and 130-2 and the X-axis switching circuit 130-3 are included to control the light receiving sensing modules provided on the X and Y axes. . The unit light receiving sensor 132 may be configured of any one of a photovoltaic device, an infrared light receiving sensor, a photosensitive diode, a photosensitive transistor, a photo transistor, or a photo diode.

제어부(140)는 수광 센싱 모듈에서 측정된 수광량을 기초로하여 기판부재(110)에 터치가 발생했는지를 감지하고 터치가 이루어진 위치좌표를 출력한다. 오브젝트(1)에 의해 기판부재(110)에 터치가 발생한 경우 오브젝트(1)에 의해 반사광의 진행이 원활하지 않게되어 터치가 발생한 부분의 수광량이 작게 측정된다. 그러므로 수광량이 작게 측정된 X, Y축 수광 센싱 모듈의 단위 수광 센서(132)를 이용하여 터치가 발생한 부분의 위치좌표를 출력할 수 있다. The controller 140 detects whether a touch has occurred on the substrate member 110 based on the received amount of light measured by the light receiving sensing module, and outputs a position coordinate where the touch is made. When a touch is generated on the substrate member 110 by the object 1, the progress of the reflected light is not smoothed by the object 1, so that the amount of received light of the portion where the touch is generated is small. Therefore, by using the unit light receiving sensor 132 of the X, Y-axis light receiving sensing module, the light receiving amount of which is measured small, it is possible to output the position coordinates of the portion where the touch occurs.

도 2는 도 1에 도시된 진동형 광 반사기를 이용한 터치 스크린 장치의 광 진행 패턴이 구비된 기판부재를 도시한 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a substrate member having a light traveling pattern of a touch screen device using the vibrating light reflector shown in FIG. 1.

도 2에 도시된 바와 같이, 기판부재(110)는 다수의 광 진행 패턴(112)을 갖는다. 광 진행 패턴(112)은 광원인 진동반사모듈(120)에서 시작되어 직선으로 부채꼴처럼 펼쳐지도록 형성된다. 예를 들어, 제1 진동반사모듈(120-1)에서 반사된 반사광은 제1 진동반사모듈(120-1)에서 시작되어 직선으로 형성되는 제1 광진행 패턴(112-1)을 따라 이동된다. 제2 진동반사모듈(120-2)에서 반사된 반사광은 제2 진동반사모듈(120-2)에서 시작되어 직선으로 형성되는 제2 광진행 패턴(112-2)을 따라 이동된다. 이상에서 설명한 바와 같이, 광 진행 패턴(112)은 반사광의 전파 경로에 따라 다양하게 형성할 수 있다. 또한 광 진행 패턴(112)은 기판부재(110)의 상면 또는 하면에 형성될 수 있고, 기판부재(110)의 상하 양면에 모두 형성될 수도 있다.
As shown in FIG. 2, the substrate member 110 has a plurality of light propagation patterns 112. The light traveling pattern 112 is formed to start from the vibration reflection module 120 which is a light source and spread out like a fan in a straight line. For example, the reflected light reflected by the first vibration reflection module 120-1 is moved along the first light traveling pattern 112-1 starting from the first vibration reflection module 120-1 and formed in a straight line. . The reflected light reflected by the second vibration reflection module 120-2 is moved along the second light traveling pattern 112-2 starting from the second vibration reflection module 120-2 and formed in a straight line. As described above, the light propagation pattern 112 may be variously formed according to the propagation path of the reflected light. In addition, the light propagation pattern 112 may be formed on the upper or lower surface of the substrate member 110, and may be formed on both the upper and lower surfaces of the substrate member 110.

도 3은 진동형 광 반사기를 이용한 터치 스크린 장치의 진동 반사 모듈을 도시한 도면이다. 3 is a diagram illustrating a vibration reflection module of a touch screen device using a vibration light reflector.

도 3에 도시된 바와 같이, 진동반사모듈(120)은 광원(126)과 전원(122)과 진동부(124) 및 미러(126)를 포함한다. 광원(126)은 광을 발생시키는 구성이다. 전원(122)은 진동부(124)에 연결되어 제어부(140)의 제어신호에 따라 진동부(124)를 구동하기 위한 전원을 공급한다. 미러(126)는 진동축(125)에 의해 진동부(124)와 연결되어 진동부(124)의 구동에 의해 진동된다. 진동반사모듈(120)은 자석과 코일이 결합되어 미러(126)를 진동시키 구조로서, 코일에 입력된 주파수에 비례해서 미러(126)의 진동 주기가 결정되어 구동되는 방식이다. 여기서, 전원(122)은 교류 전원을 공급한다. As shown in FIG. 3, the vibration reflection module 120 includes a light source 126, a power source 122, a vibration unit 124, and a mirror 126. The light source 126 is a structure which produces light. The power source 122 is connected to the vibrator 124 to supply power for driving the vibrator 124 according to a control signal of the controller 140. The mirror 126 is connected to the vibrator 124 by the vibration shaft 125 and vibrated by the driving of the vibrator 124. The vibration reflection module 120 has a structure in which a magnet and a coil are coupled to vibrate the mirror 126, and a vibration period of the mirror 126 is determined and driven in proportion to the frequency input to the coil. Here, the power source 122 supplies AC power.

광원(126)에서 발생된 광은 미러(126)에 의해 반사된다. 미러(126)의 진동에 따라 광은 다양한 반사각을 갖는 다수의 반사광(121a)으로 반사된다. 이때, 미러(126)의 진동주기는 전원(122)으로부터 진동부(124)에 공급되는 주파수에 비례하여 결정된다. Light generated by the light source 126 is reflected by the mirror 126. As the mirror 126 vibrates, light is reflected by a plurality of reflected lights 121a having various reflection angles. At this time, the vibration period of the mirror 126 is determined in proportion to the frequency supplied from the power source 122 to the vibrator 124.

도 4는 진동형 광 반사기를 이용한 터치 스크린 장치의 단위 수광 센서를 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a unit light receiving sensor of a touch screen device using a vibrating light reflector.

도 4에 도시된 바와 같이, 단위 수광 센서(132)는 광기전력소자로 구성될 수 있다. 광기전력소자로 구성된 단위 수광 센서(132)는 기판부재(110)의 일면에 접하도록 구성되어 기판부재(110)에 형성된 광 진행 패턴(112)을 따라 진행되는 반사광을 수광한다. As shown in FIG. 4, the unit light receiving sensor 132 may be configured as a photovoltaic device. The unit light receiving sensor 132 including the photovoltaic device is configured to contact one surface of the substrate member 110 to receive the reflected light along the light traveling pattern 112 formed on the substrate member 110.

광기전력소자로 구성된 단위 수광 센서(132)는 기판부재(110)의 일면에 투명전극(132a)와 p층(132b)과 i층(132c) 및 n층(132d)을 순차적으로 증착하고 다시 투명전극(132e)을 증착하여 형성한다. 여기서, 단위 수광 센서(132)는 단결정 실리콘 태양전지, 다결정 실리콘 태양전지, 비정질 실리콘 박막 태양전지, 마이크로결정질 실리콘 박막 태양전지, 다결정 실리콘 박막 태양전지, CIGS 박막 태양전지, CdTe 박막 태양전지, 염료감응형 태양전지, 유기물 태양전지 또는 나노구조 태양전지 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
The unit light receiving sensor 132 composed of a photovoltaic device sequentially deposits the transparent electrode 132a, the p layer 132b, the i layer 132c, and the n layer 132d on one surface of the substrate member 110, and then again the transparent electrode. 132e is formed by evaporation. Here, the unit light receiving sensor 132 is a monocrystalline silicon solar cell, polycrystalline silicon solar cell, amorphous silicon thin film solar cell, microcrystalline silicon thin film solar cell, polycrystalline silicon thin film solar cell, CIGS thin film solar cell, CdTe thin film solar cell, dye-sensitized It may be composed of any one of a type solar cell, an organic solar cell or a nanostructured solar cell.

다시 도 1을 참조하여 터치 스크린 장치(100)의 터치 작동 원리를 설명한다.Referring back to FIG. 1, the touch operating principle of the touch screen device 100 will be described.

제1, 2 진동반사모듈(120-1, 120-2)은 제어부(140)의 제어신호에 의해 전원을 공급되어 반사광을 발생한다. 반사광은 기판부재(110) 전영역에 구비된 광 진행 패턴(112)을 통해 스위칭 회로(130)에 의해 제어되는 다수 개의 단위 수광 센서(132)에서 수광된다. 수광된 수광량은 제어부(140)로 제공된다. 제어부(140)는 기판부재(110)에 터치가 이루어지지 않은 상태에서의 각 단위 수광 센서(132)별 수광량을 미리 파악하여 보관한다. 이때, 기판부재(110)에서 오브젝트(1)에 의해 터치점(1a)의 터치가 이루어지는 경우 터치점(1a)은 제1 진동반사모듈(120-1)에서 반사된 광이 수광되는 단위 수광 센서(132a)와 제2 진동반사모듈(120-2)에서 반사된 광이 수광되는 단위 수광 센서(132b)에서 측정되는 수광량의 광량이 터치가 이루어지지 않은 경우보다 작게 측정된다. 측정된 수광량은 제어부(140)로 제공되고 제어부(140)에서는 수광량이 적게 측정된 단위 수광 센서(132)를 통해 터치가 이루어진 터치점(1a)의 위치좌표를 출력할 수 있다.
The first and second vibration reflection modules 120-1 and 120-2 are supplied with power by a control signal of the controller 140 to generate reflected light. The reflected light is received by the plurality of unit light receiving sensors 132 controlled by the switching circuit 130 through the light traveling patterns 112 provided in the entire area of the substrate member 110. The received amount of received light is provided to the controller 140. The control unit 140 grasps and stores the received amount of light for each unit light receiving sensor 132 in a state where no touch is made on the substrate member 110. In this case, when the touch point 1a is touched by the object 1 in the substrate member 110, the touch point 1a is a unit light receiving sensor in which light reflected from the first vibration reflection module 120-1 is received. The amount of light received by the unit light receiving sensor 132b through which the light reflected by the light beams 132a and the second vibration reflecting module 120-2 is received is measured smaller than when no touch is made. The measured amount of received light is provided to the controller 140, and the controller 140 may output the position coordinates of the touch point 1a that has been touched through the unit light receiving sensor 132 in which the amount of received light is measured.

도 5는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 진동형 광 반사기를 이용한 터치 스크린 장치를 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating a touch screen device using a vibrating light reflector according to a second exemplary embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 터치 스크린 장치(100')는 기판부재(110)의 일측 에지 영역에 구비된 하나의 진동반사모듈(120)과 다수 개의 반사미러(150)를 포함한다. As illustrated in FIG. 5, the touch screen device 100 ′ includes one vibration reflection module 120 and a plurality of reflection mirrors 150 provided at one edge area of the substrate member 110.

진동반사모듈(120)은 앞서 제1 실시예에서 설명한바와 동일한 구조와 동작이 이루어진다. 여기서, 진동반사모듈(120)과 대각을 이루는 면에 반사미러(150)를 구비하고, 반사미러(150)가 구비된 면과 마주하는 면에는 다수 개의 단위 수광 센서(132)로 구성된 수광 센싱 모듈이 구비된다. The vibration reflection module 120 has the same structure and operation as described above in the first embodiment. Here, the light receiving sensing module comprising a plurality of unit light receiving sensors 132 is provided with a reflection mirror 150 on a surface diagonally opposite to the vibration reflection module 120, and a surface facing the surface on which the reflection mirror 150 is provided. Is provided.

진동반사모듈(120)에서 진동 반사된 광은 대각을 이루는 면으로 퍼쳐나간다. 이때 진동반사모듈(120)과 대각을 이루는 면(X, Y 축면)에는 다수 개의 반사미러(150)가 구비된다. 진동반사모듈(120)에서 반사된 반사광은 Y축면에 구성된 Y축 반사미러(150a)에 의해 반사되어 마주하는 면에 구성된 단위 수광 센서(132-1)로 수광된다. 또한 진동반사모듈(120)에서 발생된 반사광은 X축면에 구성된 X축 반사미러(150b)에 의해 반사되어 마주하는 면에 구성된 단위 수광 센서(132-3)로 수광된다. 수광된 수광량은 제어부(140)로 제공되어 터치점(1a')의 위치좌표를 출력한다. The vibration reflected light from the vibration reflection module 120 is spread out to the diagonal surface. In this case, a plurality of reflective mirrors 150 are provided on the surfaces (X, Y axis surfaces) that are diagonal to the vibration reflection module 120. The reflected light reflected by the vibration reflection module 120 is received by the unit light receiving sensor 132-1 configured on the surface facing and reflected by the Y-axis reflecting mirror 150a formed on the Y-axis surface. In addition, the reflected light generated by the vibration reflecting module 120 is received by the unit light receiving sensor 132-3 configured on the surface facing and reflected by the X-axis reflecting mirror 150b formed on the X-axis surface. The received amount of received light is provided to the controller 140 to output the position coordinates of the touch point 1a '.

도 6은 도 5에 도시된 진동형 광 반사기를 이용한 터치 스크린 장치의 반사미러에 의해 반사된 광을 수광하는 단위 수광 센서를 도시한 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating a unit light receiving sensor receiving light reflected by a reflection mirror of a touch screen device using the vibrating light reflector illustrated in FIG. 5.

도 6에 도시된 바와 같이, 반사미러(150)의 기울기는 진동반사모듈(120)에서 발생된 반사광의 입사각과 반사각에 의해 결정되어 구비된다. 그러므로 다수 개의 반사미러(150)는 진동반사모듈(120)에서 발생된 반사광의 입사각과 반사각에 의해 기울기가 결정되어 터치 스크린 장치(100')에 구비된다.As shown in FIG. 6, the inclination of the reflection mirror 150 is determined by the incident angle and the reflection angle of the reflected light generated by the vibration reflection module 120. Therefore, the plurality of reflection mirrors 150 are inclined by the incident angle and the reflection angle of the reflected light generated by the vibration reflection module 120 and are provided in the touch screen device 100 ′.

도 7은 반사미러에 의해 반사된 광과 투과된 광을 수광하는 단위 수광 센서를 도시한 도면이다.FIG. 7 is a diagram illustrating a unit light receiving sensor that receives light reflected by a reflection mirror and transmitted light.

앞서 설명한 반사미러(150)는 입사되는 반사광을 전부 반사시키는 경우이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 반사미러(150)는 입사되는 반사광 중 일부는 반사시키고, 일부는 투과된다. 이때 반사미러(150)에서 투과된 광은 별도로 구비된 투과광 수광센서(134)로 수광되어진다. The reflective mirror 150 described above reflects all incident reflected light. As shown in FIG. 7, the reflective mirror 150 reflects some of the incident reflected light and transmits some of the reflected light. In this case, the light transmitted from the reflective mirror 150 is received by the transmitted light receiving sensor 134 provided separately.

본 발명에서는 도시하지 않았으나, 반사미러(150)에서 일부 광이 투과되는 경우 투과된 광을 수집하기 위한 광 수집경로가 구비되어 반사미러(150)에서 투과된 광을 수집하여 투과광 수광센서(134)로 수광시킨다. 투과광 수광센서(134)에서 수광된 투과광의 수광량은 제어부(140)로 제공되어 터치 위치 좌표 출력에 활용한다. Although not shown in the present invention, when some light is transmitted from the reflective mirror 150, a light collection path for collecting the transmitted light is provided to collect the light transmitted from the reflective mirror 150 to transmit the light receiving sensor 134. Light-receive The received light amount of the transmitted light received by the transmitted light receiving sensor 134 is provided to the controller 140 and used to output the touch position coordinates.

도 8은 반사미러에 의해 투과된 광을 수광하는 단위 수광 센서를 도시한 도면이다. 8 is a diagram illustrating a unit light receiving sensor that receives light transmitted by a reflection mirror.

도 8에 도시된 바와 같이, 반사미러(150)는 입사되는 반사광을 전부 투과할 수 있다. 이때 다수 개의 반사미러(150)에서 투과된 투과광은 하나의 투과광 수광센서(134)로 수광될 수 있다. 여기서도, 앞서 설명한 바와 같이, 투과된 광을 수집하기 위한 광 수집경로가 구비될 수 있다.
As shown in FIG. 8, the reflective mirror 150 may transmit all incident reflected light. In this case, the transmitted light transmitted from the plurality of reflective mirrors 150 may be received by one transmitted light receiving sensor 134. Here too, as described above, a light collection path for collecting the transmitted light may be provided.

이상에서 설명된 본 발명의 진동형 광 반사기를 이용한 터치 스크린 장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그럼으로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Embodiments of the touch screen device using the vibrating light reflector of the present invention described above are merely exemplary, and various modifications and equivalent other embodiments may be made by those skilled in the art to which the present invention pertains. You can see that. Accordingly, it is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims. It is also to be understood that the present invention includes all modifications, equivalents, and substitutes within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

1: 오브젝트 1a, 1a': 터치점
100, 100‘: 터치 스크린 장치 110: 기판부재
112: 광 진행 패턴 112-1, 112-2: 제1, 2 광 진행 패턴
120: 진동반사모듈 120-1, 120-2: 제1, 2 진동반사모듈
121: 광원 121a: 반사광
122: 전원 124: 진동부
125: 진동부 126: 미러
130: 스위칭 회로 130-1, 130-2: Y축 스위칭 회로
130-3: X축 스위칭 회로 132, 132-1, 132-3: 단위 수광 센서
132a, 132d: 투명전극 132b: p층
132c: i층 132d: n층
140: 제어부 150: 반사미러
150a: Y축 반사미러 150b: X축 반사미러1: object 1a, 1a ': touch point
100 and 100 ': touch screen device 110: substrate member
112: light traveling pattern 112-1, 112-2: first and second light traveling patterns
120: vibration reflection module 120-1, 120-2: first, second vibration reflection module
121: light source 121a: reflected light
122: power source 124: vibration unit
125: vibrator 126: mirror
130: switching circuit 130-1, 130-2: Y-axis switching circuit
130-3: X-axis switching circuit 132, 132-1, 132-3: unit light receiving sensor
132a, 132d: transparent electrode 132b: p layer
132c: layer i 132d: layer n
140: control unit 150: reflection mirror
150a: Y-axis reflector 150b: X-axis reflector

Claims (8)

광 진행 패턴이 형성된 기판부재;
상기 기판부재의 광 진행 패턴을 따라 반사광을 제공하는 진동반사모듈;
상기 광진행 패턴을 통해 제공된 반사광이 수광되는 적어도 하나의 수광 센싱 모듈을 갖는 수광부;
상기 수광부로부터 제공받은 수광량을 통해 상기 기판부재를 터치한 오브젝트의 위치좌표를 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동형 광 반사기를 이용한 터치 스크린 장치.A substrate member having a light traveling pattern formed thereon;
Vibration reflection module for providing reflected light along the light traveling pattern of the substrate member;
A light receiving unit having at least one light receiving sensing module receiving the reflected light provided through the light traveling pattern;
And a control unit for outputting position coordinates of the object touching the substrate member through the amount of light received from the light receiving unit. 제1항에 있어서,
상기 수광 센싱 모듈은
상기 기판부재의 X축 방향으로 수신되는 광량을 측정하기 위한 X축 수광 센싱 모듈;
상기 기판부재의 Y축 방향으로 수신되는 광량을 측정하기 위한 Y축 수광 센싱 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 진동형 광 반사기를 이용한 터치 스크린 장치.The method of claim 1,
The light receiving sensing module
An X-axis light receiving sensing module for measuring an amount of light received in the X-axis direction of the substrate member;
And a Y-axis light receiving sensing module for measuring the amount of light received in the Y-axis direction of the substrate member. 제2항에 있어서,
상기 수광 센싱 모듈은 다수 개의 단위 수광 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동형 광 반사기를 이용한 터치 스크린 장치.The method of claim 2,
The light receiving sensing module is a touch screen device using a vibrating light reflector, characterized in that it comprises a plurality of unit light receiving sensors. 제3항에 있어서,
상기 수광부는 상기 제어부의 제어에 따라 상기 다수 개의 단위 수광 센서를 스캔하기 위한 스위칭 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동형 광 반사기를 이용한 터치 스크린 장치.The method of claim 3,
And the light receiving unit comprises a switching circuit for scanning the plurality of unit light receiving sensors under the control of the controller. 제1항에 있어서,
상기 진동 반사 모듈은
광이 발생되는 광원;
상기 광원에서 발생된 광을 반사하기 위한 미러;
상기 미러를 진동시키기 위한 진동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동형 광 반사기를 이용한 터치 스크린 장치.The method of claim 1,
The vibration reflection module
A light source in which light is generated;
A mirror for reflecting light generated from the light source;
And a vibrator for vibrating the mirror. 제5항에 있어서,
상기 진동부는 교류 주파수에 비례해서 상기 미러를 진동시키는 것을 특징으로 하는 진동형 광 반사기를 이용한 터치 스크린 장치.The method of claim 5,
The vibrating unit is a touch screen device using a vibrating light reflector, characterized in that for vibrating the mirror in proportion to the AC frequency. 제1항에 있어서,
상기 광 진행 패턴은 상기 기판부재의 일면 또는 양면 중 어느 하나에 형성된 것을 특징으로 하는 진동형 광 반사기를 이용한 터치 스크린 장치.The method of claim 1,
The light traveling pattern is a touch screen device using a vibrating light reflector, characterized in that formed on any one or both surfaces of the substrate member. 제1항에 있어서,
상기 수광 센싱 모듈 상기 기판부재의 상면 또는 하면에 접하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 진동형 광 반사기를 이용한 터치 스크린 장치.
The method of claim 1,
The light receiving sensing module is a touch screen device using a vibrating light reflector, characterized in that installed in contact with the upper or lower surface of the substrate member.
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