KR20120070418A - Optical touch input device - Google Patents

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KR20120070418A
KR20120070418A KR1020100131968A KR20100131968A KR20120070418A KR 20120070418 A KR20120070418 A KR 20120070418A KR 1020100131968 A KR1020100131968 A KR 1020100131968A KR 20100131968 A KR20100131968 A KR 20100131968A KR 20120070418 A KR20120070418 A KR 20120070418A
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Abstract

PURPOSE: An optical touch input apparatus is provided to integrate an optical lens which is used for sensing a touch signal with a light guide plate of a backlight unit by including a case top which covers the boundary of a display panel and an image sensor. CONSTITUTION: A light guide plate(120) includes a body unit and a lens unit. The lens unit is raised with a curvature from the side of the body unit. An image sensor(149) locates at other side unit of a display panel. A light source(147) locates at other side unit of the body unit in the light guide plate. A cover bottom accepts the light guide plate and the light source. A case top(150) covers the boundary of the display panel, the lens unit of the light guide plate, and the image sensor.

Description

광학식 터치 입력 장치 {Optical Touch Input Device}Optical Touch Input Device {Optical Touch Input Device}

본 발명은 광학식 터치 입력 장치에 관한 것으로 특히, 터치를 센싱하는 데 이용되는 광학 렌즈를 백라이트 유닛의 도광판과 일체화하여 슬림화를 꾀하고 표시 불량을 해소한 광학식 터치 입력 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an optical touch input device, and more particularly, to an optical touch input device in which an optical lens used to sense a touch is integrated with a light guide plate of a backlight unit to achieve slimming and eliminate display defects.

일반적으로, 터치 스크린(Touch Screen)은 각종 디스플레이를 이용하는 정보통신기기와 사용자 간의 인터페이스를 구성하는 여러 방식 중의 하나로서, 사용자가 손이나 펜으로 화면을 직접 접촉함으로써 기기와 인터페이스할 수 있는 입력장치이다. In general, a touch screen is one of various methods of configuring an interface between an information communication device and a user using various displays. The touch screen is an input device that allows a user to interface with the device by directly touching the screen with a hand or a pen. .

터치 스크린은 디스플레이에 표시되어 있는 버튼을 손가락으로 접촉하는 것만으로 대화적, 직감적으로 조작함으로써 남녀노소 누구나 쉽게 사용할 수 있는 입력장치이기 때문에, 현재 은행이나 관공서의 발급 장치, 각종 의료장비, 관광 및 주요 기관의 안내, 교통 안내 등 많은 분야에서 적용되고 있다. Since the touch screen is an input device that can be easily used by anyone of all ages by interactively and intuitively by simply touching a button displayed on the display with a finger, it is currently issued by a bank or a public office, various medical equipment, tourism and major It is applied in many fields such as the guidance of institutions and the traffic guidance.

이러한, 터치 스크린은 인식하는 방법에 따라 저항막 방식(Resistive Type), 정전 용량 방식(Capacitive Type), 초음파 방식(Ultrasonic Wave Type), 적외선 방식(Infrared Type) 등이 있다. The touch screen may include a resistive type, a capacitive type, an ultrasonic wave type, an infrared type, or the like, depending on a recognized method.

상술한 각 방식의 이점은 각기 상이하지만, 근래에는 터치면이 받는 압력을 최소화하고 배치의 편리성으로 적외선 방식의 터치 스크린이 주목되고 있다. Although the advantages of the above-described methods are different, in recent years, infrared touch screens have been attracting attention due to minimizing pressure applied to the touch surface and ease of arrangement.

적외선 방식의 터치 스크린은 또한, 발광원과 수광원의 배치 구조와 그 수에 따라 적외선 매트릭스 방식과 적외선 카메라 센싱 방식 등으로 구분할 수 있다. 이러한 적외선 방식은 광량의 센싱에 의해 터치 여부가 검출됨에 의해 광학식 방식으로도 불려진다.The infrared touch screen may be further classified into an infrared matrix method and an infrared camera sensing method according to the arrangement and number of light emitting sources and light receiving sources. The infrared method is also called an optical method by detecting whether a touch is detected by sensing the amount of light.

표시 패널의 크기 및 조립시의 유동 여부에 따라 특정 방식이 선호될 수 있으며, 이 중 적외선 매트릭스 방식은 복수개의 적외선 발광원과 센서부 및 상기 적외선 발광원과 대향된 위치에 배치되는 렌즈부를 포함하여 이루어진다. The specific method may be preferred according to the size of the display panel and whether it flows during assembly, and the infrared matrix method may include a plurality of infrared light emitting sources and sensors and a lens unit disposed at a position opposite to the infrared light emitting sources. Is done.

이하, 도면을 참조하여 종래의 적외선 매트릭스 방식을 이용한 광학식 터치 입력 장치를 살펴본다.Hereinafter, an optical touch input device using a conventional infrared matrix method will be described with reference to the drawings.

도 1은 종래의 광학식 터치 입력 장치를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a conventional optical touch input device.

도 1과 같이, 종래의 광학식 터치 입력 장치는 표시 패널(도 2a의 10 참조)과, 상기 표시 패널 하부에 백라이트 유닛(도 2a의 20 참조)을 포함한 표시 모듈(300)과, 상기 표시 모듈 상에 위치한 터치 입력과 터치 검출이 가능한 적외선 매트릭스 시스템(600)을 구비한다.As shown in FIG. 1, a conventional optical touch input device includes a display panel 300 (see 10 of FIG. 2A), a display module 300 including a backlight unit (see 20 of FIG. 2A) below the display panel, and an upper portion of the display module. An infrared matrix system 600 capable of touch input and touch detection is provided.

여기서, 상기 적외선 매트릭스 시스템(600)은, 상기 표시 모듈(300) 상에 위치하는 커버 플레이트(40)와, 상기 커버 플레이트 일측에 위치한 적외선 발광소자(47)와, 상기 커버 플레이트 타측에 위치한 렌즈부(45)와, 상기 적외선 발광 소자(47) 상에 위치한 센서(49)와, 상기 렌즈부(45)로부터 반사된 광이 수광되어 들어오는 광도파로(51)를 포함한다.The infrared matrix system 600 includes a cover plate 40 positioned on the display module 300, an infrared light emitting element 47 positioned at one side of the cover plate, and a lens unit positioned at the other side of the cover plate. 45, a sensor 49 positioned on the infrared light emitting element 47, and an optical waveguide 51 through which light reflected from the lens unit 45 is received.

이를 통해 적외선 발광 소자(47)에서 출사된 광이 상기 커버 플레이트(40)를 지나 렌즈부(45)를 통해 반사되어 상기 센서(49)로 수광되며, 터치가 있을 경우, 터치 부위에서 상기 광의 이동 경로가 차단되어 터치 여부와 위치가 센싱될 수 있다.As a result, the light emitted from the infrared light emitting element 47 passes through the cover plate 40 and is reflected by the lens unit 45 to be received by the sensor 49. When there is a touch, the light is moved in the touch area. The path may be blocked so that touch and location can be sensed.

상기 표시 모듈(300) 내에서 표시 패널(10)과 백라이트 유닛과의 사이에 가이드 패널(도 2a의 25 참조)이 위치하여 상기 표시 패널(10)이 백라이트 유닛 상에 놓여지게 한다. 그리고, 상기 가이드 패널(25)은 그 중앙이 뚫려있어, 상기 백라이트 유닛으로부터 출사되는 광이 표시 패널(10)에 전달되도록 한다.A guide panel (see 25 of FIG. 2A) is disposed between the display panel 10 and the backlight unit in the display module 300 to allow the display panel 10 to be placed on the backlight unit. In addition, the center of the guide panel 25 is open so that light emitted from the backlight unit is transmitted to the display panel 10.

그리고, 백라이트 유닛은 그 내부에 광원과 광원 하측에 위치하는 반사판, 도광판 등을 포함하고 있으며, 이들은 커버 바텀(미도시)에 의해 수납되어 있다. The backlight unit includes a light source, a reflecting plate, a light guide plate, and the like positioned below the light source, and these are housed by a cover bottom (not shown).

한편, 상기 커버 플레이트(40)는 예를 들어, 유리 기판으로 적외선 광의 이동이 용이한 매질을 이용한다. 그런데, 이러한 커버 플레이트는 두께가 광학식 터치 입력 장치의 전체 두께에 50% 이상을 차지하며, 이로 인해 전체 장치 두께의 슬림화가 어렵다. 또한, 표시 패널의 크기를 커버할 수 있을 정도로 큰 면적을 구비하여야 하는 것으로, 비용 증가의 큰 원인이 되고 있다. On the other hand, the cover plate 40, for example, uses a medium that is easy to move the infrared light to the glass substrate. However, the cover plate has a thickness of more than 50% of the total thickness of the optical touch input device, which makes it difficult to reduce the overall device thickness. In addition, an area large enough to cover the size of the display panel has to be provided, which causes a large increase in cost.

또한, 커버 플레이트(40)는 표시 모듈과 각각 별도로 구비되어 조립 공정에서 케이스 탑(50) 내에 체결되는 것으로, 조립시 표시 모듈(300) 내부의 최상부층의 표시 패널과 완충을 위해 이격을 유지한다. 그런데, 터치시 커버 플레이트(40) 상에 약간에 압력이 인가되면 상기 표시 모듈의 최상부의 표시 패널과 커버 플레이트의 하부면에 닿을 수 있고, 이 때 굴절률 차로 인해 기름띠 같은 얼룩이 보이게 된다. 이러한 기름띠와 같은 얼룩을 뉴튼 링(Newton's Ring)이라 한다. In addition, the cover plate 40 is provided separately from the display module to be fastened in the case top 50 in the assembling process. The cover plate 40 is spaced apart from the display panel of the uppermost layer inside the display module 300 for buffering. . However, when a little pressure is applied on the cover plate 40 when touched, the uppermost display panel of the display module and the lower surface of the cover plate may come into contact with each other, and oil-like stains may be seen due to the difference in refractive index. This oily stain is called Newton's Ring.

도 2a 내지 도 2c는 터치 압력 인가 전과, 약한 터치 압력 인가, 강한 터치 압력 인가에 따른 광학식 터치 입력 장치의 휘어짐 현상을 나타낸 도면이다.2A to 2C are diagrams illustrating a warpage phenomenon of the optical touch input device before applying touch pressure, applying a weak touch pressure, and applying a strong touch pressure.

도 2a와 같이, 터치 압력 인가 전에는 표시 패널(10)이 백라이트 유닛(20) 상에 가이드 패널(25)을 통해 약 0.2mm의 이격 간격을 유지하며, 커버 플레이트(40)는 상기 표시 패널(10)과의 사이에 약 0.2mm의 이격 간격을 유지하고 있다. 이 때, 상기 커버 플레이트(40)와 표시 패널(10) 사이에는 충진재(미도시)를 통해 이격 간격을 유지한다. 이러한 충진재는 커버 플레이트(40)의 가장자리에 위치할 것이다.As shown in FIG. 2A, before the touch pressure is applied, the display panel 10 maintains a spaced interval of about 0.2 mm on the backlight unit 20 through the guide panel 25, and the cover plate 40 is disposed on the display panel 10. ), A gap of about 0.2 mm is maintained. In this case, a gap is maintained between the cover plate 40 and the display panel 10 through a filler (not shown). This filler will be located at the edge of the cover plate 40.

그리고, 상기 표시 패널(10), 백라이트 유닛(20), 가이드 패널(25)의 가장자리 및 측부를 케이스 탑(50)이 감싼다.The case top 50 surrounds edges and sides of the display panel 10, the backlight unit 20, and the guide panel 25.

펜과 같은 터치 물체에 의해 약한 압력이 가해졌을 때, 도 2b와 같이, 상기 커버 플레이트(40)의 하부 표면이 상기 표시 패널(10)과의 이격 공간 내로 들어오도록 눌려지며 이에 따라 커버 플레이트(40)의 하부 표면은 약하게 휘어져 상기 표시 패널(10)의 표면과 접할 수 있다. 이에 따라, 상기 커버 플레이트(40)의 상부 표면은 정상 위치(점선)보다 안쪽으로 들어간다.When a weak pressure is applied by a touch object such as a pen, as shown in FIG. 2B, the lower surface of the cover plate 40 is pressed into the spaced space from the display panel 10, and thus the cover plate 40 is pressed. The lower surface of the) may be slightly bent to contact the surface of the display panel 10. Accordingly, the upper surface of the cover plate 40 enters inward from the normal position (dotted line).

만일, 펜의 터치시 압력이 클 경우에는 도 3b와 같이, 상기 커버 플레이트(40)와 표시 패널(10) 사이의 이격 공간, 표시 패널(10)과 백라이트 유닛(20)간의 이격 공간이 눌려지도록 상기 커버 플레이트(40)의 하부면이 표시 패널(10)의 표면과 닿음과 동시에 상기 표시 패널(10)의 하부면과 백라이트 유닛(20)의 표면(예를 들어, 광학 쉬트)과 닿을 정도로 휘어진다. If the pressure of the pen is large, as shown in FIG. 3B, the space between the cover plate 40 and the display panel 10 and the space between the display panel 10 and the backlight unit 20 are pressed. The lower surface of the cover plate 40 is bent to be in contact with the surface of the display panel 10 and the lower surface of the display panel 10 and the surface of the backlight unit 20 (for example, an optical sheet). All.

이 경우, 적외선 발광 소자(47)로부터 출사된 광이 이동하는 매질인 커버 플레이트(40)의 수직 위치가 변동하여 광 경로의 이탈로 실제 센서에서 수광하는 양에 터치여부와 관계없이 이상이 발생할 수 있다. 즉, 터치로 광 차단이 있어야할 곳에 광이 통과된다거나 터치가 없는 곳임에도 광차단이 발생하는 이상이 있는 것이다.In this case, the vertical position of the cover plate 40, which is a medium in which the light emitted from the infrared light emitting element 47 moves, may change, thereby causing an abnormality regardless of whether or not the amount of light received by the actual sensor is touched due to the deviation of the light path. have. That is, there is an abnormality that light blocking occurs even when light passes through a place where light should be blocked by a touch or where there is no touch.

도 3a 내지 도 3c는 광학식 터치 입력 장치의 배치 각도별 휘어짐 현상을 나타낸 도면이다.3A to 3C are diagrams illustrating bending phenomena according to an arrangement angle of an optical touch input device.

도 3a와 같이, 광학식 터치 입력 장치를 정상적으로 표시 패널(10)의 지면에 수직하게 위치시킬 수도 있지만, 예를 들어, 노트북과 같은 어플리케이션에서는 도 3b나 도 3b와 같이, 표시 패널(10)이 지면으로부터 45°, 120°와 같이 그 각도를 달리할 수 있다.As shown in FIG. 3A, the optical touch input device may be normally positioned perpendicular to the ground of the display panel 10, but for example, in an application such as a notebook, the display panel 10 may be grounded as shown in FIGS. 3B and 3B. The angle can be varied from 45 ° to 120 ° from

이 경우, 지면으로부터 수직한 위치를 제외한 각도들에서 상기 커버 플레이트(40)와 표시 패널(10), 표시 패널(10)과 백라이트 유닛(20)간 이격 공간에 의해 커버 플레이트(40)나 표시 패널(10)의 쳐짐이 발생할 수 있다. 이 때, 각각 무게가 무거운 글래스 기판을 포함한 커버 플레이트(40)나 표시 패널(10)이 정상 위치에서 이탈하여 휘어지며, 이로 인해 광경로 이상이 발생할 수 있다.In this case, the cover plate 40 or the display panel is separated by the space between the cover plate 40, the display panel 10, the display panel 10, and the backlight unit 20 at angles other than the vertical position from the ground. Deflection of (10) may occur. At this time, the cover plate 40 or the display panel 10 including the glass substrate, each of which is heavy, is separated from the normal position and bent, which may cause an optical path error.

특히, 도 3c와 같이, 지면으로부터 표시 패널(10)이 120°각도를 유지할 때, 상기 적외선 발광 소자(47)로부터 출사된 광이 이동하는 매질인 커버 플레이트(40)의 수직 위치가 변동하여 광 경로의 이탈로 실제 센서에서 수광하는 양에 터치여부와 관계없이 이상이 발생할 수 있다.In particular, as shown in FIG. 3C, when the display panel 10 maintains an angle of 120 ° from the ground, the vertical position of the cover plate 40, which is a medium in which the light emitted from the infrared light emitting element 47 moves, is changed to light. Deviation of the path may cause abnormalities regardless of whether or not the amount of light received by the actual sensor is touched.

이러한 커버 플레이트 휘어짐을 스크린 플렉싱(screen flexing)이라 하며, 상기 스크린 플렉싱에 따라 적외선 매트릭스 시스템(600)의 광량이 적외선 수광량이 터치 여부와 관계없이 이상이 있게 되어 정확한 터치 검출이 불가능할 수 있다.Such cover plate bending is called screen flexing, and according to the screen flexing, the amount of light in the infrared matrix system 600 may be abnormal regardless of whether the amount of infrared light received is touched or not, so that accurate touch detection may not be possible.

상기와 같은 종래의 광학식 터치 입력 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.The conventional optical touch input device as described above has the following problems.

첫째, 적외선 발광 소자로부터의 출사된 광의 이동을 위해 커버 플레이트가 적외선 발광 소자의 측부에 구비된다. 이 경우, 상기 커버 플레이트는 표시 패널 상부에 이격 공간을 구비하여 놓여진다. 그런데, 이러한 커버 플레이트는 두께가 광학식 터치 입력 장치의 전체 두께에 50% 이상을 차지하는 것으로, 이로 인해 전체 장치 두께의 슬림화가 어렵다. First, a cover plate is provided on the side of the infrared light emitting element for movement of the light emitted from the infrared light emitting element. In this case, the cover plate is provided with a separation space above the display panel. However, the cover plate has a thickness of 50% or more of the total thickness of the optical touch input device, which makes it difficult to reduce the overall device thickness.

둘째, 상기 커버 플레이트는 표시 패널의 크기를 커버할 수 있을 정도로 큰 면적을 구비하여야 하는 것으로, 비용 증가의 큰 원인이 되고 있다. Second, the cover plate must have an area large enough to cover the size of the display panel, which is a significant cause of cost increase.

셋째, 상기 표시 패널과의 이격 공간에 의해, 터치시 커버 플레이트 상에 터치시나 그 외에도 약간의 압력이 가해질 경우 매질간 굴절률 차로 인해 기름띠 같은 얼룩이 나타나는 뉴튼 링(Newton's Ring)이 발생될 수 있다.Third, when the touch panel is touched or a little pressure is applied to the cover plate, a Newton's Ring may be generated in which oily stains appear due to the difference in refractive index between the media.

넷째, 터치시의 압력 정도에 따라 커버 플레이트가 휘어질 수 있는데, 이 때에는 적외선 광의 이동매질이 되는 커버 플레이트가 정상 위치에서 이동되어, 실제 센서에서 수집된 적외선 수광량이 터치 여부와 관계없이 이상이 있게 되어 정확한 터치 검출이 불가능할 수 있다.Fourth, the cover plate may be bent according to the pressure level at the touch. In this case, the cover plate, which is the moving medium of the infrared light, is moved from the normal position, so that the amount of infrared light collected by the actual sensor may be abnormal regardless of touch. As a result, accurate touch detection may not be possible.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 터치를 센싱하는 데 이용되는 광학 렌즈를 백라이트 유닛의 도광판과 일체화하여 슬림화를 꾀하고 표시 불량을 해소한 광학식 터치 입력 장치를 제공하는 데, 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems and provides an optical touch input device in which an optical lens used for sensing a touch is integrated with a light guide plate of a backlight unit to achieve slimming and eliminate display defects. There is a purpose.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광학식 터치 입력 장치는 표시 패널;과, 상기 표시 패널 하부에 위치한 몸체와, 상기 몸체의 측부에서 상기 표시 패널의 측부로 곡률을 갖고 올라온 렌즈부를 포함한 도광판;과, 상기 표시 패널의 타측부에 위치한 이미지 센서;와, 상기 도광판의 몸체의 타측부에 위치한 광원;과, 상기 도광판, 광원을 수납하는 커버 바텀; 및 상기 도광판의 렌즈부, 이미지 센서와 상기 표시 패널의 가장자리를 감싸는 케이스 탑을 포함하는 것에 그 특징이 있다. An optical touch input device of the present invention for achieving the above object comprises: a display panel; a light guide plate including a body positioned below the display panel and a lens portion having a curvature from the side of the body to the side of the display panel; An image sensor positioned at another side of the display panel, a light source positioned at the other side of the body of the light guide plate, and a cover bottom for receiving the light guide plate and the light source; And a case top surrounding an edge of the lens unit, the image sensor, and the display panel of the light guide plate.

여기서, 상기 도광판의 렌즈부는 상기 표시 패널의 인접한 2변에 대응되어 위치하며, 상기 광원 및 이미지 센서는 상기 표시 패널의 나머지 2변 중 일부에 배치된다. The lens unit of the light guide plate is positioned to correspond to two adjacent sides of the display panel, and the light source and the image sensor are disposed on some of the remaining two sides of the display panel.

상기 이미지 센서와 연결되는 광도파로(waveguide)가 상기 표시 패널의 나머지 2변에 대응되어 더 형성된다. 그리고, 상기 광도파로는 상기 표시 패널 상부에 대응하여, 상기 케이스 탑 안측면에 위치한다. 이 때, 상기 광도파로는 상기 케이스탑 안측면에 양면 테이프를 통해 부착된다. An optical waveguide connected to the image sensor is further formed to correspond to the remaining two sides of the display panel. The optical waveguide is located on an inner side surface of the case top, corresponding to an upper portion of the display panel. At this time, the optical waveguide is attached to the inner surface of the case top through a double-sided tape.

또한, 상기 렌즈부의 측부에 위치한 상기 표시 패널 상부와, 상기 광도파로에 인접한 상기 표시 패널 상부에 적외선 필터를 더 포함하는 것이 바람직하다. The display device may further include an infrared filter on an upper portion of the display panel on the side of the lens unit and on an upper portion of the display panel adjacent to the optical waveguide.

상기 표시 패널의 표면은 터치면이며 표시면이다. The surface of the display panel is a touch surface and a display surface.

그리고, 상기 도광판 상에 광학 쉬트가 더 포함될 수 있다. In addition, an optical sheet may be further included on the light guide plate.

또한, 상기 광원은 적외선 발광 소자와, 가시광 발광 소자를 함께 포함한다.The light source may include an infrared light emitting device and a visible light emitting device.

여기서, 상기 가시광 발광 소자는 백색 LED이거나 R, G, B LED를 포함할 수 있다. The visible light emitting device may be a white LED or include R, G, and B LEDs.

상기 적외선 발광 소자는 적외선 LED 일 수 있다. 그리고, 상기 적외선 발광 소자는, 상기 도광판의 몸체의 일부가 커팅된 홈에 체결될 수 있다. The infrared light emitting device may be an infrared LED. The infrared light emitting device may be fastened to a groove in which a portion of the body of the light guide plate is cut.

또한, 상기 광원은 광원 집적 보드에 접속되어 구비되며, 상기 광원 집적 보드는 상기 표시 패널의 나머지 2변 중 일변의 하부에 배치될 수 있다. 혹은 상기 광원은 광원 집적 보드에 접속되어 구비되며, 상기 광원 집적 보드는 상기 표시 패널의 나머지 2변의 하부에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 광원 집적 보드에 상기 적외선 발광 소자와 가시광 발광 소자가 함께 복수개 구비된다. The light source may be connected to a light source integrated board, and the light source integrated board may be disposed below one side of two remaining sides of the display panel. Alternatively, the light source may be connected to a light source integrated board, and the light source integrated board may be disposed below the remaining two sides of the display panel. Here, the infrared light emitting device and the visible light emitting device are provided in plurality in the light source integrated board.

또한, 상기 도광판은 PC(Poly Carbonate) 또는 PMMA(Polymethyl methacrylate)로 이루어지는 것이 바람직하다. In addition, the light guide plate is preferably made of PC (Poly Carbonate) or PMMA (Polymethyl methacrylate).

그리고, 상기 표시 패널 하부에, 상기 도광판의 몸체 외곽에 대응하여 가이드 패널을 더 포함할 수 있다. The display panel may further include a guide panel at a lower portion of the display panel corresponding to the outer periphery of the body of the light guide plate.

상기와 같은 본 발명의 광학식 터치 입력 장치는 다음과 같은 효과가 있다.The optical touch input device of the present invention as described above has the following effects.

첫째, 백라이트 유닛에 포함되는 도광판을, 터치를 위해 적외선 발광 소자의 광경로 매질이 될 수 있도록 그 측부에 렌즈부를 구비한다. 따라서, 별도의 표시 패널 상에 놓여진 커버 플레이트를 생략하여 광학식 터치 입력 장치의 무게 절감과 슬림화를 꾀할 수 있다.First, the light guide plate included in the backlight unit includes a lens unit at a side thereof so as to be an optical path medium of the infrared light emitting element for touch. Therefore, the weight of the optical touch input device can be reduced and slimmed by omitting a cover plate placed on a separate display panel.

둘째, 도광판의 측부에만 렌즈 가공이 이루어지는 것으로, 도광판 재료의 비용 증가 없이 커버 플레이트의 삭제로 비용을 현저히 절감할 수 있다. 특히, 커버 플레이트 구비시 대개의 경우 글래스 기판인 경우로 이의 파손을 방지하기 위해 별도의 비산 필름이 더 구비되었었는데, 이의 생략이 가능하여 이로 인한 비용 절감도 기대된다.Second, since the lens processing is performed only on the side of the light guide plate, the cost can be significantly reduced by eliminating the cover plate without increasing the cost of the light guide plate material. In particular, when the cover plate is provided in the case of a glass substrate in general, a separate scattering film was further provided in order to prevent its breakage, and thus it is possible to omit it, thereby reducing the cost.

셋째, 표시 패널이 표시면이자 터치면으로 기능하게 되어, 종래 표시 패널 상에 커버 플레이트 구비시 발생된 뉴튼 링의 발생을 방지하여, 터치시 표시 불량을 방지한다. Third, the display panel functions as both a display surface and a touch surface, thereby preventing generation of a Newton ring generated when a cover plate is provided on a conventional display panel, thereby preventing display defects during touch.

넷째, 표시 패널과 상에 에어갭을 갖는 커버 플레이트의 삭제로, 상기 에어갭에 의한 빛 굴절, 난반사로 인한 시인성 저하를 방지할 수 있다.Fourth, by removing the cover plate having an air gap on the display panel and the display panel, it is possible to prevent the light refraction caused by the air gap and a decrease in visibility due to diffuse reflection.

다섯째, 터치시나 장치의 각도 바꿈에 의해 발생할 수 있는 커버 플레이트의 휘어짐에 의한 불량이 원천적으로 방지되어, 정확한 터치 검출이 가능하며 신호 감도가 개선된다. Fifth, defects due to the bending of the cover plate, which may occur at the time of touch or by changing the angle of the device, are prevented at the source, so that accurate touch detection is possible and signal sensitivity is improved.

여섯째, 터치 검출에 있어서는 적외선 발광 소자로부터 나오는 광이 도광판을 따라 직진하여 진행하는 것을 이용하는 것으로, 상기 도광판의 측부에 적외선 발광 소자 배치와 렌즈부 가공에 의해, 구조적으로 광손실없이 터치 검출이 가능하다. Sixth, in the touch detection, the light emitted from the infrared light emitting element proceeds straight along the light guide plate, and the touch detection can be performed structurally without light loss by placing the infrared light emitting element on the side of the light guide plate and processing the lens unit. .

도 1은 종래의 광학식 터치 입력 장치를 나타낸 단면도
도 2a 내지 도 2c는 터치 압력 인가 전과, 약한 터치 압력 인가, 강한 터치 압력 인가에 따른 광학식 터치 입력 장치의 휘어짐 현상을 나타낸 도면
도 3a 내지 도 3c는 광학식 터치 입력 장치의 배치 각도별 휘어짐 현상을 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 광학식 터치 입력 장치를 나타낸 단면도
도 5는 도 4의 도광판의 평면도
도 6은 본 발명의 광학식 터치 입력 장치를 나타낸 분해 사시도
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도광판 및 발광 소자 배치를 나타낸 사시도
도 8은 본 발명의 광학식 터치 입력 장치의 도광판의 광경로를 나타낸 도면
도 9는 도 8의 적외선 발광 소자 및 렌즈부를 지나는 단면도1 is a cross-sectional view showing a conventional optical touch input device
2A to 2C are diagrams illustrating a bending phenomenon of an optical touch input device before applying touch pressure, applying a weak touch pressure, and applying a strong touch pressure.
3A to 3C are diagrams illustrating bending phenomena according to an arrangement angle of an optical touch input device.
4 is a cross-sectional view showing an optical touch input device of the present invention.
5 is a plan view of the light guide plate of FIG.
6 is an exploded perspective view showing the optical touch input device of the present invention
7 is a perspective view showing a light guide plate and a light emitting device arrangement according to another embodiment of the present invention;
8 is a view showing an optical path of a light guide plate of the optical touch input device of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view through the infrared light emitting element and the lens unit of FIG. 8; FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 광학식 터치 입력 장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an optical touch input device of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 광학식 터치 입력 장치를 나타낸 단면도이며, 도 5는 도 4의 도광판의 평면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating an optical touch input device of the present invention, and FIG. 5 is a plan view of the light guide plate of FIG. 4.

도 4 및 도 5와 같이, 본 발명의 광학식 터치 입력 장치는 표시 패널(100)과, 상기 표시 패널(100) 하부에 위치한 몸체(120c)와, 상기 몸체(120c)의 측부에서 상기 표시 패널(100)의 측부로 곡률을 갖고 올라온 렌즈부(120a, 120b)를 포함한 도광판(120)과, 상기 표시 패널(100)의 타측부에 위치한 이미지 센서(149)와, 상기 도광판(120)의 몸체(120c)의 타측부에 위치한 광원(147, 157)과, 상기 도광판(120), 광원(147, 157)을 수납하는 커버 바텀(130) 및 상기 도광판(120)의 렌즈부(120a, 120b), 이미지 센서(140)와 상기 표시 패널(100)의 가장자리를 감싸는 케이스 탑(150)을 포함한다. 4 and 5, the optical touch input device of the present invention includes a display panel 100, a body 120c disposed below the display panel 100, and the display panel (a) at the side of the body 120c. The light guide plate 120 including the lens units 120a and 120b having a curvature up to the side of the display 100, an image sensor 149 positioned at the other side of the display panel 100, and a body of the light guide plate 120. The light sources 147 and 157 located at the other side of the 120c, the light guide plate 120, the cover bottom 130 for receiving the light sources 147 and 157, and the lens units 120a and 120b of the light guide plate 120. And a case top 150 surrounding an edge of the image sensor 140 and the display panel 100.

여기서, 상기 도광판의 렌즈부(120a, 120b)는 상기 표시 패널의 인접한 2변에 대응되어 위치하는 것으로, 제 1 렌즈부(120a)는 적외선 발광 소자(147)에서 X축으로 들어오는 광을 다시 X축으로 재반사시키며, 제 2 렌즈부(120b)는 적외선 발광 소자(147)에서 Y축으로 들어오는 광을 다시 Y축으로 재반사시킨다. 이들 제 1, 제 2 렌즈부(120a, 120b)를 통해 반사된 광은 상기 이미지 센서(149)로 전달된다.Here, the lens parts 120a and 120b of the light guide plate are positioned to correspond to two adjacent sides of the display panel, and the first lens part 120a receives X light from the infrared light emitting element 147 again on the X axis. The second lens unit 120b reflects light from the infrared light emitting element 147 to the Y axis again to the Y axis. Light reflected through the first and second lens units 120a and 120b is transmitted to the image sensor 149.

그리고, 상기 광원(147, 157) 및 이미지 센서(149)는 상기 표시 패널(100)의 상기 제 1, 제2 렌즈부(120a, 120b)가 형성되지 않은 나머지 2변 중 일부에 배치된다. The light sources 147 and 157 and the image sensor 149 are disposed on some of the remaining two sides where the first and second lens parts 120a and 120b of the display panel 100 are not formed.

여기서, 광원은 터치 검출에 이용되는 적외선 발광 소자(147)와 표시 패널(100) 하부에서 실제 백라이트 유닛 내의 발광원인 가시광 발광 소자(157)가 있다.Here, the light source includes an infrared light emitting device 147 used for touch detection and a visible light emitting device 157 that is a light emitting source in the backlight unit under the display panel 100.

또한, 상기 이미지 센서(149)와 연결되는 광도파로(waveguide)(148)가 상기 표시 패널(100)의 나머지 2변에 대응되어 더 형성된다. 그리고, 상기 광도파로(148)는 상기 표시 패널(100) 상부에 대응하여, 상기 케이스 탑(150) 안측면에 위치한다. 이 때, 상기 광도파로(148)와 상기 케이스 탑(150) 안측면 사이에는 양면 테이프(미도시)가 개재되어, 광도파로(148)를 케이스 탑(150)에 부착한다.In addition, a waveguide 148 connected to the image sensor 149 is further formed corresponding to the remaining two sides of the display panel 100. The optical waveguide 148 is positioned on an inner side surface of the case top 150 in correspondence with an upper portion of the display panel 100. At this time, a double-sided tape (not shown) is interposed between the optical waveguide 148 and the inner side surface of the case top 150 to attach the optical waveguide 148 to the case top 150.

한편, 상기 광도파로(148)에 상기 이미지 센서(149)가 포함될 수도 있다.Meanwhile, the image sensor 149 may be included in the optical waveguide 148.

상기 이미지 센서(149)는 복수개의 픽셀을 포함한다. 예를 들어, 픽셀은 일종의 라인센서의 형상으로 일렬로 구비된다.The image sensor 149 includes a plurality of pixels. For example, pixels are arranged in a line in the form of a line sensor.

상기 광도파로(148)에는 표시 패널(100)의 렌즈부가 대응되지 않는 나머지 2변에 대응되어 복수개의 인플레인렌즈(미도시)와, 상기 인플레인 렌즈들은 각각 광섬유들을 통해 상기 이미지 센서(149)의 픽셀들과 연결된다.The optical waveguide 148 corresponds to the remaining two sides of the display panel 100 that do not correspond to the remaining two sides, and a plurality of in-plane lenses (not shown), and the in-plane lenses are respectively connected to the image sensor 149 through optical fibers. Is connected to the pixels of.

상기 이미지 센서(149)의 픽셀들은 상기 렌즈부(120a, 120b)에서 직진되어 인플레인렌즈로 수광된 광을 저장하며, 이러한 수광 정보를 터치 컨트롤러(미도시)에 전달한다. 그리고, 터치 컨트롤러는 상기 수광 정보에 근거하여 블락킹(blocking)(광의 차단) 여부를 판단하여 터치 검출을 수행한다. 즉, 터치가 발생된 블락킹된 부분은 수광량이 설정된 임계치보다 적을 것으로, 수광량이 임계치보다 적은 픽셀에 대응된 부위를 터치 위치로 판단하는 것이다.The pixels of the image sensor 149 go straight from the lens units 120a and 120b to store the light received by the in-plane lens, and transmit the received information to a touch controller (not shown). The touch controller determines whether blocking (blocking of light) is performed based on the light reception information to perform touch detection. That is, the blocked portion in which the touch is generated will have a light receiving amount less than the set threshold, and the portion corresponding to the pixel whose light receiving amount is smaller than the threshold will be determined as the touch position.

또한, 상기 렌즈부(120a, 120b)의 측부에 위치한 상기 표시 패널(100) 상부와, 상기 광도파로(148)에 인접한 상기 표시 패널(100) 상부에 적외선 필터(151)를 더 포함한다. 이는 터치에 이용되는 적외선 외에 그 외 광 수신이 이미지 센서(149)로 들어감과, 렌즈부(120a, 120b)로 들어감을 차단하기 위함이다. In addition, an infrared filter 151 is further included on an upper portion of the display panel 100 positioned on the side of the lens units 120a and 120b and an upper portion of the display panel 100 adjacent to the optical waveguide 148. This is to block the entrance of other light to the image sensor 149 and the lens units 120a and 120b in addition to the infrared rays used for the touch.

여기서, 상기 표시 패널(100)의 표면은 터치면이며 표시면이다. 즉, 종래 적외선 매트릭스 방식에 이용되던 별도의 커버 플레이트를 생략하여, 상기 표시 패널(100)의 표면을 그대로 터치면으로 이용하는 것이다.Here, the surface of the display panel 100 is a touch surface and a display surface. In other words, a separate cover plate used in the conventional infrared matrix method is omitted, and the surface of the display panel 100 is used as it is as a touch surface.

그리고, 상기 도광판(120) 상에 광학 쉬트(135)를 더 포함한다. 이 때, 광학 쉬트(135)는 하부의 도광판(120)의 전달된 광을 표시 패널(100) 상측으로 전달하기 위한 것으로, 예를 들어, 프리즘 쉬트나 확산판 등을 이용한다. 이는 백라이트 유닛에서 발생된 광을 표시 패널(100)의 표시에 이용하도록 하기 위한 것으로, 적외선 터치 검출과는 무관한 것이다. In addition, the light guide plate 120 further includes an optical sheet 135. In this case, the optical sheet 135 is for transmitting the light transmitted from the lower light guide plate 120 to the upper side of the display panel 100. For example, a prism sheet, a diffusion plate, or the like is used. This is to use the light generated by the backlight unit to display the display panel 100 and is irrelevant to infrared touch detection.

한편, 상기 가시광 발광 소자(157)는 백색 LED(light emitting diode)이거나 R, G, B LED를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 가시광 발광 소자(157)의 파장 범위는 약 380~780nm이다.The visible light emitting device 157 may be a white light emitting diode (LED) or include R, G, and B LEDs. At this time, the wavelength range of the visible light emitting device 157 is about 380 ~ 780nm.

그리고, 상기 적외선 발광 소자는 적외선 LED 일 수 있다. 상기 적외선 LED의 파장 범위는 700nm 이상이다. 바람직하게는 800~900nm 의 파장을 이용할 수 있다.The infrared light emitting device may be an infrared LED. The wavelength range of the said infrared LED is 700 nm or more. Preferably, the wavelength of 800-900 nm can be used.

또한, 상기 광원들(147, 157)은 광원 집적 보드(158)에 접속되어 구비될 수 있으며, 이러한 상기 광원 집적 보드(158)는 상기 표시 패널(100)의 렌즈부가 구비되지 않은 나머지 2변 중 일변의 하부 혹은 2변 모두에 배치될 수 있을 것이다. In addition, the light sources 147 and 157 may be connected to the light source integrated board 158, and the light source integrated board 158 may be one of the remaining two sides where the lens unit of the display panel 100 is not provided. It may be placed on the bottom or both sides of one side.

그리고, 광원들은 복수개 구비될 수 있다. 특히, 가시광 발광 소자(157)은 복수 배치가 바람직하며, 적외선 발광 소자(147) 역시 복수개 배치될 수 있다. 경우에 따라 가시광 발광 소자(157)와 적외선 발광 소자(147)가 교번 배치하거나 혹은 가시광 발광 소자(157) n개에 적외선 발광 소자(147)가 하나 배치되는 식으로 규칙성을 띨 수 있다. In addition, a plurality of light sources may be provided. In particular, a plurality of visible light emitting devices 157 may be disposed, and a plurality of infrared light emitting devices 147 may also be disposed. In some cases, the visible light emitting device 157 and the infrared light emitting device 147 may be alternately arranged, or one infrared light emitting device 147 may be arranged in n visible light emitting devices 157.

또한, 상기 도광판(120)은 PC(Poly Carbonate) 또는 PMMA(Polymethyl methacrylate)로 이루어지는 것이 바람직하다. 이는 광의 전달의 용이와, 상기 렌즈부(120a, 120b) 가공을 위한 것으로, 비단 이러한 재료에 한정되는 것은 아니고, 광의 이동이 가능하고 성형이 용이한 플라스틱 재료라면 변경 가능할 것이다.In addition, the light guide plate 120 is preferably made of polycarbonate (PC) or polymethyl methacrylate (PMMA). This is for ease of light transmission and processing of the lens unit 120a, 120b, but is not limited to such a material, and may be changed as long as it is a plastic material capable of light movement and easy molding.

그리고, 상기 표시 패널(100) 하부에, 상기 도광판(120)의 몸체(120c) 외곽에 대응하여 가이드 패널(125)을 더 포함한다. 여기서, 상기 가이드 패널(125)은 표시 패널(100)의 표시 영역에 상당하여 뚫려있으며, 상기 광학 쉬트(135)를 누르고, 상기 표시 패널(100)을 받치는 형상을 갖는다. A guide panel 125 is further included below the display panel 100 to correspond to the outside of the body 120c of the light guide plate 120. Here, the guide panel 125 is formed to correspond to the display area of the display panel 100, presses the optical sheet 135, and has a shape that supports the display panel 100.

한편, 상기 표시 패널(100)은 예를 들어, 액정 표시 소자, 플라즈마 표시 소자 등의 평판 표시 소자를 들 수 있다.The display panel 100 may be, for example, a flat panel display device such as a liquid crystal display device or a plasma display device.

그리고, 설명하지 않은 부호 137은 가이드 패널(137)과 표시 패널(100) 하면 사이의 고정을 위한 양면 테이프(137)을 나타내는 것이다.Reference numeral 137, which has not been described, indicates a double-sided tape 137 for fixing between the guide panel 137 and the lower surface of the display panel 100.

또한, 설명하지 않은 부호 150a는 상기 커버 바텀(130)과 케이스 탑(150)이 체결되는 케이스 탑(150) 측의 후크를 나타낸다.In addition, reference numeral 150a, which is not described, denotes a hook on the side of the case top 150 to which the cover bottom 130 and the case top 150 are fastened.

이하, 본 발명의 광학식 터치 입력 장치의 조립 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, the assembly method of the optical touch input device of this invention is demonstrated.

도 6은 본 발명의 광학식 터치 입력 장치를 나타낸 분해 사시도이다.6 is an exploded perspective view showing the optical touch input device of the present invention.

도 6과 같이, 먼저 커버 바텀(130) 내에 반사판(121)을 넣고, 그 상부에 두변에 대해 렌즈부(120a, 120b)를 구비한 도광판(120)과, 상기 렌즈부(120a, 120b)에 대향된 커버 바텀(130)의 내측면에 광원(147, 157)과, 상기 광원(147, 157)이 집적된 광원 집적 보드(158)를 배치시킨다.As shown in FIG. 6, first, the reflecting plate 121 is placed in the cover bottom 130, and the light guide plate 120 having the lens parts 120a and 120b on both sides thereof and the lens parts 120a and 120b. The light sources 147 and 157 and the light source integrated board 158 in which the light sources 147 and 157 are integrated are disposed on the inner side of the opposite cover bottom 130.

이 때, 상기 광원 집적 보드(158)는 도광판(120) 일변에 대응되어 배치된 상태를 나타내고 있다. 도시되지 않았지만, 적외선 발광 소자(147)는 케이블 등의 배선을 통해 상기 광원 집적 보드(158)와 연결될 수 있다.In this case, the light source integrated board 158 may be disposed to correspond to one side of the light guide plate 120. Although not shown, the infrared light emitting element 147 may be connected to the light source integrated board 158 through a wire such as a cable.

도시된 예에 있어서는, 상기 적외선 발광 소자(147)는, 상기 도광판(120)의 몸체의 일부가 커팅된 홈(120d)에 끼워진다. In the illustrated example, the infrared light emitting element 147 is fitted into the groove 120d in which a part of the body of the light guide plate 120 is cut.

또한, 상기 렌즈부(120a, 120b)의 상부 일부는 도 4에서 나타낸 바와 같이, 커버 바텀(130)의 측면 상부로 노출된다.In addition, a portion of the upper portion of the lens parts 120a and 120b is exposed to the upper side of the cover bottom 130 as shown in FIG. 4.

이어, 상기 도광판(120) 상에 광학 쉬트(135)를 배치한다.Subsequently, the optical sheet 135 is disposed on the light guide plate 120.

이어, 가이드 패널(125)을 상기 광학 쉬트(135) 가장자리에 대응시켜 상기 커버 바텀(130)의 측면과 후크(미도시) 등을 통해 체결한다.Subsequently, the guide panel 125 is fastened to the edge of the optical sheet 135 through a side of the cover bottom 130 and a hook (not shown).

이어, 상기 표시 패널(100)을 상기 양면 테이프(도 4의 137 참조)을 통해 상기 가이드 패널(125) 상에 배치시킨다. 이 때, 상기 가이드 패널(125) 상에 배치시 상기 표시 패널(100)은 내부의 배선에 구동신호를 인가하는 드라이브 IC를 포함하는 전도성 필름(미도시)이 부착된 상태일 수 있다.Subsequently, the display panel 100 is disposed on the guide panel 125 through the double-sided tape (see 137 of FIG. 4). In this case, when disposed on the guide panel 125, the display panel 100 may be in a state where a conductive film (not shown) including a drive IC for applying a driving signal to an internal wiring is attached.

그리고, 상기 표시 패널(100)의 인접한 두변의 측부에 대응하여 도광판(120)의 렌즈부(120a, 120b)가 올라와 있다. The lens units 120a and 120b of the light guide plate 120 are raised to correspond to the side portions of two adjacent sides of the display panel 100.

케이스 탑(150)을 준비한 후, 상기 케이스 탑(150)이 표시 패널(100)을 바라보는 내측면에 광도파로(148)를 부착한다. 이 때, 상기 광도파로(148)는 이미지 센서(149)가 포함되거나 연결된 상태이며, 상기 광도파로(148)의 형상은 'ㄴ'로, 상기 렌즈부(120a, 120b)의 두변과 대응하여 광도파로(148)가 상기 표시 패널(100)의 나머지 두변에 배치한다. After preparing the case top 150, the optical waveguide 148 is attached to an inner surface of the case top 150 facing the display panel 100. At this time, the optical waveguide 148 is a state in which the image sensor 149 is included or connected, the shape of the optical waveguide 148 is 'b', the light corresponding to the two sides of the lens unit (120a, 120b) The waveguide 148 is disposed on the remaining two sides of the display panel 100.

이어, 상기 케이스 탑(150)이 상기 표시 패널(100)과 렌즈부(120a, 120b)를 감싸도록 하여 상기 케이스 탑(150)의 후크(150a)가 케이스 탑(130)과 체결되게 한다 (도 4 참조).Subsequently, the case top 150 surrounds the display panel 100 and the lens units 120a and 120b so that the hook 150a of the case top 150 is engaged with the case top 130 (FIG. 4).

도 6에서는 상기 도광판에 홈(120d) 가공을 하여 적외선 발광 소자(147)를 배치하였으나, 반드시 이에 한정되지는 않고, 광원 집적 보드(158)에 가시광 발광 소자(157)와 적외선 발광 소자(147)를 한꺼번에 배치시킬 수도 있다.In FIG. 6, the infrared light emitting device 147 is disposed by processing the groove 120d in the light guide plate, but the present invention is not limited thereto. The visible light emitting device 157 and the infrared light emitting device 147 may be disposed on the light source integrated board 158. You can also place them all at once.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도광판 및 발광 소자 배치를 나타낸 사시도이다.7 is a perspective view illustrating a light guide plate and a light emitting device arrangement according to another embodiment of the present invention.

도 7과 같이, 다른 실시예에 따른 도광판(200)은 렌즈부(220a, 220b)는 앞서와 동일하게 도광판(200)에 두변에 구비하고, 나머지 두변에 대응하여 적외선 발광 소자(247)와 가시광 발광 소자(157)를 배치한 것이다. 이 때, 광원 집적 보드(258)는 두 변에 대해 나누어 배치한다.As illustrated in FIG. 7, the light guide plate 200 according to another exemplary embodiment includes the lens units 220a and 220b on two sides of the light guide plate 200, and the infrared light emitting element 247 and the visible light corresponding to the remaining two sides. The light emitting element 157 is disposed. At this time, the light source integration board 258 is divided into two sides.

도 8은 본 발명의 광학식 터치 입력 장치의 도광판의 광경로를 나타낸 도면이며, 도 9는 도 8의 적외선 발광 소자 및 렌즈부를 지나는 단면도이다.8 is a view showing an optical path of a light guide plate of the optical touch input device of the present invention, Figure 9 is a cross-sectional view passing through the infrared light emitting element and the lens unit of FIG.

도 8과 같이, 적외선 발광 소자(147)가 도광판(120)의 일변에 4개 배치되어 있을 때, 상기 적외선 발광 소자(147)로부터 광이 발산되어 렌즈부(120a)로 광이 전달되며, 상기 렌즈부(120a)에서는 각각 광이 도달된 곡면에서 광이 직진하여 도 9와 같이, 광도파로(148)를 거쳐 이미지 센서(149)에 전달된다. 이 때, 상기 렌즈부(120a)로 전달된 광은 일부 그 표면에서 방사되고, 대개의 광량이 상기 광도파로(148)로 전달된다. 이 때, 광도파로(148)로 전달되는 광은 표시 패널(100)의 상부 기판(글래스 기판) 또는 하부 기판을 이동한다고 할 수 있다.As shown in FIG. 8, when four infrared light emitting elements 147 are disposed on one side of the light guide plate 120, light is emitted from the infrared light emitting element 147 to transmit light to the lens unit 120a. In the lens unit 120a, the light travels straight on the curved surface where the light reaches each other, and is transmitted to the image sensor 149 via the optical waveguide 148 as shown in FIG. 9. At this time, the light transmitted to the lens unit 120a is partially radiated from the surface thereof, and a large amount of light is transmitted to the optical waveguide 148. In this case, the light transmitted to the optical waveguide 148 may be referred to as moving the upper substrate (glass substrate) or lower substrate of the display panel 100.

한편, 상기 렌즈부를 통해 반사된 광은 도 9와 같이, 표시 패널(100)에 표면에 상당하여 평행하게 직진한다.
On the other hand, the light reflected through the lens portion is parallel to the surface of the display panel 100, as shown in FIG.

이러한 본 발명의 광학식 터치 입력 장치는, 백라이트 유닛에 포함되는 도광판을, 터치를 위해 적외선 발광 소자의 광경로 매질이 되는 커버 플레이트와 일체화시킨 것으로, 그 측부에 렌즈부를 구비한다. 따라서, 별도의 표시 패널 상에 놓여진 커버 플레이트를 생략하여 광학식 터치 입력 장치의 무게 절감과 슬림화를 꾀할 수 있다.The optical touch input device of the present invention integrates a light guide plate included in a backlight unit with a cover plate that is an optical path medium of an infrared light emitting element for a touch, and includes a lens part at a side thereof. Therefore, the weight of the optical touch input device can be reduced and slimmed by omitting a cover plate placed on a separate display panel.

그리고, 도광판의 측부에만 렌즈 가공을 하여 렌즈부를 구비하는 것으로, 도광판 재료의 비용 증가 없이 커버 플레이트의 삭제로 비용을 현저히 절감할 수 있다. 특히, 커버 플레이트 구비시 대개의 경우 글래스 기판인 경우로 이의 파손을 방지하기 위해 별도의 비산 필름이 더 구비되었었는데, 이의 생략이 가능하여 이로 인한 비용 절감도 기대된다.In addition, by providing a lens unit by performing lens processing only on the side of the light guide plate, the cost can be remarkably reduced by eliminating the cover plate without increasing the cost of the light guide plate material. In particular, when the cover plate is provided in the case of a glass substrate in general, a separate scattering film was further provided in order to prevent its breakage, and thus it is possible to omit it, thereby reducing the cost.

또한, 표시 패널이 표시면이자 터치면으로 기능하게 되어, 종래 표시 패널 상에 커버 플레이트 구비시 발생된 뉴튼 링의 발생을 방지하여, 터치시 표시 불량을 방지한다. In addition, the display panel functions as both a display surface and a touch surface, thereby preventing generation of Newton rings generated when a cover plate is provided on a conventional display panel, thereby preventing display defects during touch.

표시 패널과 상에 에어갭(air gap)을 갖는 커버 플레이트의 삭제로, 상기 에어갭에 의한 빛굴절, 난반사로 인한 시인성 저하를 방지할 수 있다.By removing the cover plate having an air gap on the display panel, it is possible to prevent a decrease in visibility due to light refraction and diffuse reflection caused by the air gap.

그리고, 터치시나 장치의 각도 바꿈에 의해 발생할 수 있는 커버 플레이트의 휘어짐에 의한 불량이 원천적으로 방지되어, 정확한 터치 검출이 가능하며 신호 감도가 개선된다. In addition, defects due to the bending of the cover plate, which may occur at the time of touch or by the angle change of the device, are prevented at the source, so that accurate touch detection is possible and signal sensitivity is improved.

또한, 터치 검출에 있어서는 적외선 발광 소자로부터 나오는 광이 도광판을 따라 직진하여 진행하는 것을 이용하는 것으로, 상기 도광판의 측부에 적외선 발광 소자 배치와 렌즈부 가공에 의해, 구조적으로 광손실없이 터치 검출이 가능하다. In the touch detection, the light emitted from the infrared light emitting element travels straight along the light guide plate, and the touch detection can be performed structurally without light loss by placing the infrared light emitting element on the side of the light guide plate and processing the lens unit. .

즉, 상기 렌즈부의 곡률의 조절과 높이에 의해 초점 거리 조정이 가능하며, 이에 따라 적절히 적외선 발광 소자와 센서부를 위치시킬 수 있는 것이다.
That is, the focal length can be adjusted by adjusting the curvature and the height of the lens unit, and thus the infrared light emitting element and the sensor unit can be properly positioned.

한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.On the other hand, the present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, it is possible that various substitutions, modifications and changes within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in Esau.

100: 표시 패널 120: 도광판
120a, 120b: 렌즈부 120c: 몸체
120d: 홈 121; 반사판
125: 가이드 패널 130: 커버 바텀
135: 광학 쉬트 137: 양면 테이프
147: 적외선 발광 소자 148: 광도파로
149: 이미지 센서 150: 커버 바텀
150a: 후크 151: 적외선 필터
158: 광원 집적보드100: display panel 120: light guide plate
120a, 120b: lens unit 120c: body
120d: groove 121; Reflector
125: guide panel 130: cover bottom
135: optical sheet 137: double-sided tape
147: infrared light emitting element 148: optical waveguide
149: image sensor 150: cover bottom
150a: hook 151: infrared filter
158: light source integrated board

Claims (18)

표시 패널;
상기 표시 패널 하부에 위치한 몸체와, 상기 몸체의 측부에서 상기 표시 패널의 측부로 곡률을 갖고 올라온 렌즈부를 포함한 도광판;
상기 표시 패널의 타측부에 위치한 이미지 센서;
상기 도광판의 몸체의 타측부에 위치한 광원;
상기 도광판, 광원을 수납하는 커버 바텀; 및
상기 도광판의 렌즈부, 이미지 센서와 상기 표시 패널의 가장자리를 감싸는 케이스 탑을 포함하는 광학식 터치 입력 장치.Display panel;
A light guide plate including a body positioned below the display panel and a lens unit having a curvature from the side of the body to the side of the display panel;
An image sensor on the other side of the display panel;
A light source located at the other side of the body of the light guide plate;
A cover bottom accommodating the light guide plate and the light source; And
And a case top surrounding an edge of the lens unit, the image sensor, and the display panel of the light guide plate. 제 1항에 있어서,
상기 도광판의 렌즈부는 상기 표시 패널의 인접한 2변에 대응되어 위치하며, 상기 광원 및 이미지 센서는 상기 표시 패널의 나머지 2변 중 일부에 배치된 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치.The method of claim 1,
And a lens unit of the light guide plate corresponding to two adjacent sides of the display panel, wherein the light source and the image sensor are disposed on some of the remaining two sides of the display panel. 제 2항에 있어서,
상기 이미지 센서와 연결되는 광도파로(waveguide)가 상기 표시 패널의 나머지 2변에 대응되어 더 형성된 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치.The method of claim 2,
And an optical waveguide connected to the image sensor corresponding to the remaining two sides of the display panel. 제 3항에 있어서,
상기 광도파로는 상기 표시 패널 상부에 대응하여, 상기 케이스 탑 안측면에 위치한 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치.The method of claim 3, wherein
And the optical waveguide is disposed on an inner side surface of the case top, corresponding to an upper portion of the display panel. 제 4항에 있어서,
상기 광도파로는 상기 케이스탑 안측면에 양면 테이프를 통해 부착된 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치.The method of claim 4, wherein
The optical waveguide is an optical touch input device, characterized in that attached to the inner surface of the case top via a double-sided tape. 제 4항에 있어서,
상기 렌즈부의 측부에 위치한 상기 표시 패널 상부와, 상기 광도파로에 인접한 상기 표시 패널 상부에 적외선 필터를 더 포함한 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치.The method of claim 4, wherein
And an infrared filter on an upper portion of the display panel located at the side of the lens unit and an upper portion of the display panel adjacent to the optical waveguide. 제 1항에 있어서,
상기 표시 패널의 표면은 터치면이며 표시면인 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치.The method of claim 1,
The surface of the display panel is a touch surface, the optical touch input device, characterized in that the display surface. 제 1항에 있어서,
상기 도광판 상에 광학 쉬트가 더 포함된 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치.The method of claim 1,
And an optical sheet on the light guide plate. 제 2항에 있어서,
상기 광원은 적외선 발광 소자와, 가시광 발광 소자를 함께 포함한 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치.The method of claim 2,
The light source includes an infrared light emitting device and a visible light emitting device together. 제 9항에 있어서,
상기 가시광 발광 소자는 백색 LED인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치.The method of claim 9,
The visible light emitting device is an optical touch input device, characterized in that the white LED. 제 9항에 있어서,
상기 가시광 발광 소자는 R(Red) LED, G(Green) LED, B(Blue) LED를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치.The method of claim 9,
The visible light emitting device comprises an R (Red) LED, G (Green) LED, B (Blue) LED, the optical touch input device. 제 9항에 있어서,
상기 적외선 발광 소자는 적외선 LED 인 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치.The method of claim 9,
The infrared light emitting device is an optical touch input device, characterized in that the infrared LED. 제 9항에 있어서,
상기 적외선 발광 소자는, 상기 도광판의 몸체의 일부가 커팅된 홈에 체결되는 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치.The method of claim 9,
The infrared light emitting device is an optical touch input device, characterized in that the part of the body of the light guide plate is fastened to the cut groove. 제 9항에 있어서,
상기 광원은 광원 집적 보드에 접속되어 구비되며, 상기 광원 집적 보드는 상기 표시 패널의 나머지 2변 중 일변의 하부에 배치된 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치.The method of claim 9,
And the light source is connected to a light source integrated board, and the light source integrated board is disposed below one side of two remaining sides of the display panel. 제 9항에 있어서,
상기 광원은 광원 집적 보드에 접속되어 구비되며, 상기 광원 집적 보드는 상기 표시 패널의 나머지 2변의 하부에 배치된 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치.The method of claim 9,
And the light source is connected to a light source integrated board, and the light source integrated board is disposed under the remaining two sides of the display panel. 제 14항 또는 제 15항에 있어서,
상기 광원 집적 보드에 상기 적외선 발광 소자와 가시광 발광 소자가 함께 복수개 구비된 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치.16. The method according to claim 14 or 15,
And a plurality of infrared light emitting elements and visible light emitting elements on the light source integrated board. 제 1항에 있어서,
상기 도광판은 PC(Poly Carbonate) 또는 PMMA(Polymethyl methacrylate)로 이루어진 것을 특징을 하는 광학식 터치 입력 장치. The method of claim 1,
The light guide plate is made of PC (Poly Carbonate) or PMMA (Polymethyl methacrylate). 제 1항에 있어서,
상기 표시 패널 하부에, 상기 도광판의 몸체 외곽에 대응하여 가이드 패널을 더 포함한 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치.The method of claim 1,
And a guide panel below the display panel, the guide panel corresponding to an outer periphery of the body of the light guide plate.
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