KR20120126514A - 동기화된 광 펄스 전달을 이용한 광학식 터치 스크린 - Google Patents

동기화된 광 펄스 전달을 이용한 광학식 터치 스크린 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화면부 주변에 일정한 간격으로 설치된 다수 개의 적외선 혹은 가시광 발광 소자가 동기화된 제어신호에 의해 순차적으로 점멸이 되면서 다음 발광 소자로 발광이 이동하면서 임의의 시점에는 1개의 발광소자만 발광을 하는 광 펄스 신호를 만드는 적외선 방사대와, 시간정보에 의해 발광소자와 상기 발광 소자의 위치를 인식하고, 상기 광 펄스의 위치와 화면의 모서리에 있는 수광소자로부터 센서 데이터를 획득하여 화면에 터치한 물체의 위치를 계산하는 것을 특징으로 하는 낮은 전력 소모, 낮은 두께, 높은 위치 데이터 출력 횟수를 제공하는 터치 스크린에 관한 것인다.

Description

동기화된 광 펄스 전달을 이용한 광학식 터치 스크린 {Touch Screen using synchronized light pulse transfer}
본 발명은 가시광 또는 적외선 등의 광을 방출하는 발광소자와 상기 방출된 광의 세기를 감지하는 수광소자를 이용한 터치 스크린에 관한 것으로, 상세하게는 동기 신호에 의해 광을 방출하는 발광제어 기능을 포함하고, 직렬로 연결된 다음의 발광 소자에게 발광제어 신호를 전달하는 기능을 가지는 발광소자로 구성된 광 방사대와, 상기 방사된 광의 세기를 감지하는 수광소자와, 발광제어 신호를 생성하고 수광소자의 수신 신호와 동기화를 처리하는 제어기로 이루어진 터치 스크린에 관한 것이다.
일반적으로 터치스크린(Touch Screen)은 각종 디스플레이를 이용하는 정보통신기기와 사용자간의 인터페이스를 구성하는 여러 방식중의 하나로서, 사용자가 손이나 펜으로 화면을 직접 접촉함으로 기기와 인터페이스 할 수 있는 입력장치이다.
이와 같은 터치스크린은 디스플레이에 표시되어 있는 버튼을 손가락으로 접촉하는 것만으로 컴퓨터를 대화적, 직감적으로 조작함으로 남녀노소 누구나 쉽게 사용할 수 있는 입력장치이기 때문에 현재 PDA, LCD, CRT, 은행이나 관공서, 각종 의료장비, 관광 및 주요기관의 안내, 교통안내 등 많은 분야에서 적용되고 있다.
터치스크린을 구성하는 방식 중에 대표적인 방식 중 하나인 저항막 방식은 유리와 얇은 필름 사이에 화학약품이 도포되어 있는 X축과 Y축의 측면에 얇은 금속판이 붙여진 구조로 이루어진다. 이러한 형태의 패널에 전원을 공급하면 일정량의 저항이 형성되고, 어느 한 부위에 손이나 기타 물체가 닿으면 화학약품이 반응하여 저항이 순간적으로 변화하게 되어, 측면의 금속판에서는 저항의 변화로부터 물체가 접촉한 위치좌표를 찾는다.
그러나 이와 같은 종래의 터치스크린의 저항막 방식은 큰 화상면에 적용하기 어렵고, 저항막이 쉽게 손상되기 때문에 일정한 위치를 계속적으로 사용하면 광투과율과 투명도가 저하되어 화면에 흐려지는 현상이 있다.
또한 종래의 터치스크린을 구성하는 또 다른 대표적인 방식 중의 하나인, 정전용량 변화 방식은 정전용량의 변화를 감지하여 터치한 위치를 검출하는 방식으로서, 화면이 커질수록 도선의 수가 증가하고, 신호를 연결하는 도선의 길이가 길어져서 도선의 저항이 커지게 되어 대형화면에 적용이 어렵다.
대형 화면에 적용하기가 용이한 방식으로서 가시광 또는 적외선을 이용하여 터치스크린내의 좌표를 인식하는 광학식 터치스크린 방식이 적용되어 왔다. 광학식 터치스크린 방식에서는 발광부와 수광부 사이에 위치한 물체로 인하여 빛이 차단되면 수광부에서 감지되는 신호의 세기가 감소하는 현상을 이용하는 것으로서, 다수 개의 발광부와 수광부 사이에 차단되는 빛의 경로들의 교차 부분에 물체가 있다는 사실을 이용하여 위치를 계산하고 있다. 이를 위하여 발광소자의 위치와 수광소자의 위치를 파악할 수 있는 구조를 가지는 것이 필수이다.
광학식 터치스크린 방식의 예로서 적외선 발광부와 수광부를 터치 스크린의 맞은 편에 서로 대면하게 하고, 터치에 의해서 적외선이 차단되는 위치를 검출하여 위치를 계산하는 적외선 방식(Infrared)은 구조가 간단하게 구현되는 장점이 있으나 발광소자에 해당하는 수만큼의 수광소자가 필요하여 제품 원가가 높아지고, 모든 발광 소자와 수광 소자에게 도선을 연결해야 하므로 결선해야 하는 도선의 숫자가 많아지고, 모든 발광 소자가 항상 켜 있어야 하므로 많은 전력이 소비되는 단점이 있다.
또 다른 광학식 터치스크린 방식의 예로서, 터치 스크린의 변에 반사 판을 두고 적외선 등의 광원을 반사판에 비추거나 모서리로부터 광을 방사한 후에 광을 산란시키는 광 가이드를 통해서 광을 방출하는 발광부와, 광학 이미지 센서를 사용한 수광부를 포함하고 상기 광학 이미지 센서의 데이터를 처리하여 터치된 위치를 검출하는 광학 이미지(Optical Imaging)방식이 있다. 이 방식은 이미지 센서의 가격이 비싸고, 제어기의 구조가 복잡해지며, 또한 이미지 센서의 크기로 인해 제품의 두께가 통상 5 밀리미터 이상으로 두꺼워지며, 이미지 센서가 초당 획득하는 데이터의 횟수가 제약되어 위치 출력 데이터는 통상 초당 60회 이내로 제한되어 빠른 동작을 따라가지 못하는 단점이 있다.
또 다른 광학식 터치스크린 방식의 예로서 발광부로서 면의 중앙에서 광을 방사하고 반대 편의 면에 포물면을 가지는 반사 거울을 통해 평행광을 만들고, 수광부로서 면에 위치한 광 가이드를 통해 집광되어 광학 이미지 센서에 입력되고, 물체에 의해 포물면에서 반사되는 광이 차단되는 것을 감지하여 위치를 계산하는 방식 (Digital Waveguide Touch, RPO사)이 있다. 이 방식은 광 가이드의 제작이 까다롭고, 발광체 가까이에서 터치가 되는 경우에는 반대 편에 있는 반사판에 광 자체가 도달하지 않아 위치가 제대로 검출되지 못하는 취약점이 있으며, 수광부를 광학 이미지 센서를 이용하므로 위치 출력 데이터가 느리다는 단점이 있다.
KR 10-2010-0056117 A KR 10-2011-0038211 A KR 10-0207420 B1 KR 2000-0015264 A KR 10-2010-0063765 A
NextWindow사 www.nextwindow.com, Optical Imaging touchscreen 제품을 개발 RPO사 - www.rpo.biz, Digital Waveguide Touch기술
본 발명은 광학식 터치스크린 방식을 구현하는데 있어서 기존의 발광소자에 대응하는 수광소자가 필요했던 적외선 방식에 있어서 감지수단인 수광소자의 개수가 많이 필요한 것과 모든 발광소자와 수광소자와의 연결을 위해 많은 결선이 필요한 것과 모든 발광 소자를 항상 켜야 해서 전력 소비가 높은 단점을 개선하고, 기존의 광학 이미지 센서를 사용하는 방식의 단점인 두꺼운 두께와 느린 출력 횟수를 개선하여;
소비 전력은 낮추고, 두께는 더 얇게 하고, 높은 출력 횟수를 제공하여 빠른 운동을 세밀하게 표현하는 것을 가능하게 하여 큰 스크린에서도 저가의 비용으로 고효율의 기능이 구현되는 터치 스크린을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 하기와 같은 실시예를 포함한다.
본 발명의 제1실시예는, 영상이 출력되는 화면부가 포함된 본체와; 상기 화면부 주변에 일정한 간격으로 다수 개의 적외선 발광소자가 배열되고, 각각의 발광 소자는 제어신호에 의해 순차적으로 점멸이 되면서 다음 발광 소자로 발광이 이동하도록 하여 임의의 시점에는 1개의 발광소자만 발광을 하게 하는 적외선 방사대와; 상기 화면부의 모서리에 상기 적외선 발광소자에서 발광된 적외선을 수광하여 수신 신호 강도를 검출하는 적외선 수광부와; 상기 적외선 방사대의 적외선 발광소자의 발광을 제어하고, 적외선 수광부의 신호를 시간정보와 함께 전달하는 기능을 가지는 센서 제어기와; 상기 센서 제어기의 동작을 지시하고, 센서 제어기로부터 수신된 데이터를 이용하여 화면부에 접촉된 물체의 위치를 계산하고 물체의 움직임을 추적하는 센서 처리부를 포함한다.
본 발명의 제2실시예는, 제1실시예에 있어서, 적외선 방사대는 화면부 주위의 4개의 변에 설치되고; 수광부는 화면부의 4개의 모서리에 설치되며 수광부에 접하지 않고 떨어져 있는 2개의 변에 있는 방사대로부터 적외선 신호를 수신할 수 있도록90도 이상의 수신 범위를 가지는 수광부를 포함한다.
본 발명의 제3실시예는, 제1실시예에 있어서, 외부의 컴퓨터나 다른 기기로 계산된 위치를 전달하는 인터페이스를 포함한다.
본 발명의 제4실시예는, 제1실시예에 있어서, 적외선 수광부는 주변 광을 억제하여 신호 대 잡음 비를 향상시키는 적외선 필터를 포함한다.
본 발명의 제5실시예는, 제1실시예에 있어서, 적외선 방사대는 발광부의 전력을 효율적으로 사용하기 위해서 맞은 편의 모서리에 있는 2 개의 적외선 수광부로 빛을 모아 주는 광학 렌즈 기능을 포함한다.
본 발명의 제6실시예는, 제1실시예에 있어서, 화면부에 터치하는 물체가 없을 때 발광부에서 발광한 빛에 대해 수광부에서 감지된 신호의 크기를 저장하여 기준레벨로 사용하고, 터치 동작시에는 수광부의 신호레벨에서 상기 기준신호레벨 수치 만큼 빼주어 주변광에 대한 영향을 제거하는 기능을 포함한다.
본 발명의 제7실시예는, 제5실시예에 있어서, 광학렌즈 자체 혹은 별도의 필터에 빛을 산란 등을 통해 확산시키는 기능을 포함하여 적외선 방사대의 이웃한 발광 소자 사이의 거리보다 작은 물체가 감지되지 않을 수 있는 음영을 제거하는 기능을 포함한다.
본 발명은 광을 이용한 터치스크린에 있어서 전력 소모를 낮추고, 결선의 수를 줄이고, 수광 소자의 수를 줄여서 제품의 크기를 줄이고 제조비용을 낮추는 효과가 있다.
또한 본 발명은 화면의 크기가 커질 경우에 발광 셀을 추가함에 있어서 마지막 발광 셀에 4개의 선으로 직렬로 연결하여 확장할 수 있기 때문에 생산 측면에서 다양한 화면에 용이하게 대응할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 초당 출력 횟수가 느린 이미지 센서를 사용하지 않고, 반응 속도가 빠른 적외선 수광 소자를 사용함으로써 더 높은 초당 출력 횟수를 제공하여 빠른 동작에서도 세밀하고 자연스러운 출력을 제공하는 효과가 있다.
도1은 본 발명에 따른 터치스크린의 구성을 나타낸 평면도이다.
도2는 터치 스크린의의 신호 흐름을 보여주는 다이어그램이다.
도3은 방사 셀의 구성을 보여주는 다이어그램이다.
도4는 방사 셀에 입력이 되는 발광제어신호 파형의 예이다.
도5는 수광부의 하나의 실시 예를 보여주는 다이어그램이다.
도6는 센서 제어부의 하나의 실시 예를 보여주는 다이어그램이다.
도7은 센서 처리부의 하나의 실시 예를 보여주는 다이어그램이다.
이하에서는 본 발명에 따른 터치스크린의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도1은 본 발명에 따른 터치스크린의 구성을 나타낸 평면도이다.
도1을 참조하면, 영상이 출력되는 화면부(100)의 4개의 변에 적외선 발광소자를 포함하는 다수 개의 방사 셀(101)이 직렬로 연결된 방사대와, 4개의 모서리에는 상기 적외선 발광소자에서 발광된 적외선의 세기를 감지하는 적외선 수광부(102)와, 동기 신호를 발생하고 상기 적외선 발광소자의 발광을 제어하고 적외선 수광부로부터 신호를 받아들이는 센서 제어부(103)와, 센서 데이터를 연산 처리하여 위치 데이터를 계산하는 센서처리부(104)를 포함한다.
여기서 상기 센서제어부(103)로부터 발광제어 신호가 직렬로 연결된 방사 셀(101)의 첫 방사 셀에 공급된다. 동기신호와 발광제어 신호에 의해 방사 셀은 순차적으로 일정 시간 동안 점등 후에 꺼지고, 발광제어신호는 동기 신호에 의해 직렬로 연결된 다음 방사 셀의 발광제어신호 입력 포트로 공급되어 전달된다. 상기 센서 제어부(103)는 첫 방사 셀에 제어 데이터를 입력하여 발광시킨 후에 발광제어 신호는 순차적으로 전달되어 직렬로 연결된 마지막 방사 셀이 발광되면, 같은 동작을 반복한다. 이와 같이 방사 셀에서 일정 시간 동안 점등 후에 꺼지면서 광 펄스를 생성하고 다음 방사 셀이 켜지는 반복 과정을 거쳐서 광 펄스는 화면 주위를 회전하게 되며 어느 시점에서든 화면부의 주변에 있는 방사대에서는 오직 1개의 발광 소자만 발광을 하게 된다. 센서 제어부로부터 첫 방사 셀로 제어 신호가 인가된 후에 N번 째 클럭이 경과한 후에는 N번 째 셀의 발광소자가 발광하는 구조를 가지게 되어 특정 시점에는 어느 방사 셀에서 방출된 빛을 수광부가 감지하는지 알 수 있는 것을 특징으로 한다.
방사 셀의 발광소자에 의해 빛이 화면부(100) 주위를 회전하는 동안 화면부의 모서리에 있는 센서인 수광부(102)는 화면부에 접촉하는 물체로 인해 빛이 차단되는 정도를 감지한다. N번 째 방사 셀에서 발광된 빛이 차단되었다면 물체는 N번 째 방사 셀과 수광부 사이의 좁은 띠 모양(105)의 영역 안에 존재한다는 것을 알 수가 있고, 4 개의 수광부에 의해 형성된 각각의 띠 모양의 공통 영역에 터치한 물체(106)가 존재한다는 것을 계산할 수가 있다.
여기에서 물체의 모양이 원이라고 가정하면 공통 영역의 내접원의 크기가 바로 터치 면적이 된다는 것을 알 수가 있다.
도2는 상기 구성의 연결 관계를 보여주는 다이어그램이다.
도3은 방사 셀의 구성을 보여주는 다이어그램이다.
도3을 참조하면, 하나의 방사 셀은 전원공급선(Vs)과 대지전압(GND)을 통해 전원을 공급받고 동기신호(CP)에 동기되며, 센서제어부(103) 혹은 직렬로 연결된 선행하는 방사 셀로부터 발광소자(203)를 점등하기 위한 발광제어신호(CTRL)를 공급받는다. 저항(202)은 발광소자(203)에 흐르는 전류를 제어하여 밝기를 제어하는 역할을 한다. 레지스터(201)는 통상 D-플립플롭으로 구성될 수 있으며, 하나의 동기신호(CP)동안 일정한 값을 유지시켜주는 역할을 하며, 직렬로 연결된 방사 셀은 순차적으로 점등하게 된다. 하나의 실시 예로서, 터치하는 손가락을 감지하기 위해서는 6밀리미터 간격으로 방사 셀을 배치하고, 40인치 화면을 구성할 경우에 필요한 방사 셀의 개수는 약 400개가 필요하게 되는데, 발광소자(203)의 반응 속도는 빠르게는 15나노초 (15ns)에서 늦게는 500나노초(500ns)가 되는데, 늦은 경우의 예를 들면 동기신호의 주기를 1.5마이크로초(us)로 제어할 경우 발광 셀이 순차적으로 켜지면서 광 펄스가 한 바퀴 회전하는 데는 400 x 1.5us = 600us가 소요되어 초당 1300번의 고속 데이터 출력이 가능해 진다. 통상의 기존의 광학 이미지 센서를 채용한 터치스크린인 경우는 통상의 이미지 센서의 출력이 보통 초당 60회이내로 제한되며 이에 따라 최종 출력 빈도가 제한되어 빠른 동작을 따라가는 것이 어렵다. 본 발명에서는 고속의 샘플링을 수행한 후에 여러 가지 예외처리와 신호처리를 통하여, 고속의 데이터 출력이 가능한 것이 본 발명의 주요 특징이다.
그리고 통상의 적외선 발광소자는 1.5밀리미터(mm) x 2.5밀리미터(mm)크기 이므로 기존의 이미지 센서를 사용하는 제품들의 통상 높이인 5밀리미터보다 더 낮게 만드는 것이 가능한 것을 특징으로 한다.
또한 방사 셀의 숫자가 증가하더라도 상기 전원공급선(Vs), 대지전압선(GND), 동기신호(CP), 발광제어신호(CTRL) 등의 4 개의 신호선을 직렬로 연결하는 것 외에 센서 제어부와 추가적인 연결이 필요없으므로 화면 크기에 따라 방사 셀 수의 조정이 아주 용이하게 되는 것이 본 발명의 주요한 특징이다.
도4는 상기 도3의 방사 셀에 입력이 되는 제어신호 파형의 하나의 예를 보여주는 것이다.
도4를 참조하면, 방사 셀의 적외선 발광부(203)의 발광을 제어하는 점멸신호는 동기 신호에 의해 첫 번째 방사 셀(301)에 공급되어 발광소자가 일정 시간 동안 켜져 광 펄스를 만들고, 다음 동기 신호에 의해 발광소자는 꺼지고 제어 신호는 다음 방사 셀(302)로 전파되어 다음 방사 셀이 일정시간 동안 켜진 후에 꺼지는 방식으로 방사대에 있는 방사 셀에 의해 광 펄스가 이동하게 된다.
도5는 수광부의 하나의 실시 예를 보여주는 다이어그램이다.
도5를 참조하면, 방사 셀(203)으로부터 발광된 적외선이 수광부(401)에 도착하면 증폭기(402)를 통하고 아날로그-디지털변환기(403)을 통하여 디지털 신호로 변환된다. 화면부에 터치된 물체에 의하여 적외선이 차단되면, 차단되는 정도에 따라 출력되는 신호의 크기는 작아지게 된다. 하나의 실시 예로서, 2 개의 이웃하는 방사 셀로부터 수신된 상기 출력 신호의 크기에 비교하여 더 많이 가려진 쪽으로 터치한 물체가 위치한다는 것을 알 수 있기 때문에 더 세밀하게 계산을 할 수가 있다.
도6는 센서 제어부(103)의 하나의 실시 예를 보여주는 다이어그램이다.
도6을 참조하면, 제어신호발생기(501)은 방사 셀(101)에게 동기신호(클럭)와 발광소자를 점멸하기 위한 점멸신호(CTRL)를 공급한다. 수광부(102)로부터의 입력되는 센서 데이터는 수신인터페이스(502)를 통하여 동기화 및 인터페이스 블럭(503)을 거쳐서 센서 처리부(104)로 공급된다.
도7은 센서 처리부(104)의 하나의 실시 예를 보여주는 다이어그램이다.
도7을 참조하면, 시간제어 블록(601)은 방사 셀의 개수, 발광소자의 반응시간 등을 고려하여 클럭의 주기와 횟수를 정한다. 하나의 예를 들면, N 개의 방사 셀이 있을 경우 N개의 클럭 신호에 의해서 전체 발광 소자가 순차적으로 점멸할 수 있도록 하는 동기화 신호를 출력한다. 센서 인터페이스(602)는 센서 제어부(103)에 발광소자의 펄스 길이 설정, 초기화 등의 명령을 전달하고 상기 센서 제어부(103)로부터 데이터를 수집한다. 시간제어 블록의 시간정보와 센서 데이터를 이용하여 화면부에 터치된 물체의 위치를 인식하는 위치인식(604) 기능과, 물체의 면적을 계산하는 면적인식(603) 기능과, 다수 개의 물체의 궤적을 추적하여 멀티터치 기능을 가능하게 하는 물체추적(605) 기능을 포함한다. 그리고 센서에서 발생하는 데이터의 오류를 처리하는 오류처리(606)기능을 통하여 안정된 데이터를 호스트인터페이스(608)을 통하여 호스트 컴퓨터(105)로 위치 데이터를 전송한다.
도8은 방사 셀(101)에서 발광된 빛을 효율적으로 이용하고 발광 소자 사이에 터치되는 물체의 음영지역을 없애기 위한 광 가이드(701)의 하나의 실시 예를 보여주는 다이어그램이다.
도8을 참조하면, 상기 광 가이드의 하나의 예로, 발광부의 맞은 편 모서리에 수광부(102)가 위치해 있을 때, 광 가이드(701)는 발광소자(203)에서 방사된 적외선을수광부로 향하게 모아주어 광 효율을 개선하여 전력을 절감하고 수광부의 신호대 잡음비를 개선하기 위한 렌즈 기능(702, 703)를 포함하며, 화면부의 다른 모서리에 있는 수광부로 광이 각각 도착할 수 있도록 반대로 성형된 렌즈를 위 아래 방향으로 적층함으로써 두 개의 수광부로 광을 모아주는 기능을 한다.
상기 광 가이드에서 또 하나의 예로, 렌즈 표면에 광이 산란되도록 표면처리 하거나 산란이 되는 필터를 부가하여 이웃하는 발광소자(203)의 간격보다 화면부에 터치되는 물체의 크기가 작은 경우에도 물체를 감지하는 것을 가능하도록 하는 구조를 포함한다.
상기 광 가이드에서 또 하나의 예로, 이웃하는 발광소자로부터의 광이 침투하지 못하게 하여 오류를 방지하는 광 차폐기능(704)을 포함한다.
100:화면부.
101:발광 셀 (Emitter Cell). 적외선 발광소자 및 레지스터를 포함하여, 제어 신호에 의해 적외선 발광소자를 점멸하고, 다음에 연결된 방사 셀로 제어 신호를 전달해 주는 기능을 가진 기능 단위
102: 수광부 (Receiver Cell). 적외선 수신 강도를 감지하고 디지털 값으로 변환하는 기능 블록
103: 센서 제어부.
104: 센서 처리부.
105: 터치되는 물체가 놓여 있다고 판단되는 공간.
106: 터치되는 물체.
201: 레지스터. 동기 신호에 의해 입력된 발광제어 신호 값을 저장한다.
202: 저항. 발광소자의 밝기를 조절한다.
203: 발광소자. 적외선 혹은 가시광 등의 빛을 방출한다.
301, 302: 발광제어신호 파형의 예. 동기신호에 의해 전파된다.
401: 수광소자. 빛의 세기에 반응하여 전기 신호를 발생한다.
402: 증폭기. 약한 신호를 증폭한다.
403: AD변환기. 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다.
501: 제어신호발생기.
502: 수신 인터페이스. 수광부로부터의 신호를 받는다.
503: 동기화 및 인터페이스.
601: 시간제어 블록
602: 센서 인터페이스 블록
603: 면적인식 블록
604: 위치인식 블록
605: 물체 추적 블록
606: 오류처리 블록
607: 논리 및 수치 연산 블록
701: 광 가이드
702: 상층 렌즈.
703: 하층 렌즈.
704: 광 차폐처리
Vs : 공급전압 (Supply Voltage)
GND : 대지전압 (Ground)
CP : 동기신호 (Clock Pulse). 디지털 회로를 동기시키기 위한 신호.
CTRL : 발광제어신호. 방사 셀의 발광소자를 점멸하기 위한 제어 신호.

Claims (6)

  1. 영상이 출력되는 화면부가 포함된 본체와;
    동기 신호와 제어 신호에 의해 지정된 기간 동안 발광하고, 동기 신호에 의해 발광 소자의 출력 상태가 다른 발광 소자의 입력으로 전달되어 다수 개의 발광 소자가 직렬로 연결되는 구조를 가지는 발광 셀과;
    상기 발광 셀이 다수 개가 직렬로 연결되어 상기 화면부의 주변에 배치되고, 하나의 발광 셀의 출력 상태가 상기 동기 신호에 의해서 직렬로 연결된 발광 셀의 입력으로 공급되어 일정 기간 점등 후에 소등하는 동작을 통해 광 펄스가 순차적으로 전달되어, 특정 시점에서 어느 발광 셀이 발광하는지 인식이 가능한 배열을 가지는 방사대와;
    상기 발광 셀에서 발광된 신호의 세기를 검출하는 수광부와;
    상기 방사대의 첫 발광 셀에 동기 신호와 발광제어 신호를 공급하고, 시간 정보와 함께 상기 수광부로부터 송신된 신호의 세기를 획득하는 기능을 포함하는 센서 제어부와;
    상기 센서 제어기로부터 획득한 데이터를 사용하여 상기 화면부의 터치 위치를 계산하는 센서 처리기를 포함하는 것을 특징으로 하는 저전력, 박형, 빠른 데이터 출력 횟수를 제공하는 터치 스크린.
  2. 제1항에 있어서, 상기 발광 셀을 직렬로 연결하여 확장하여 방사대를 구성하는 데 있어서,
    전원공급선, 전원기준선, 및 동기신호는 공통으로 공급되며, 1개의 발광제어신호 입력 포트와 1 개의 발광제어신호 출력 포트를 가지며;
    발광 셀 내부에는 동기신호에 의해서 발광제어신호를 저장하는 레지스터를 포함하고;
    상기 레지스터의 상태에 따라서 발광 소자의 발광 여부가 결정되며, 동시에 레지스터의 출력이 발광 셀의 발광제어신호 출력 포트로 연결되어 직렬로 연결된 다음의 방사 셀의 발광제어신호의 입력 포트로 공급됨으로써, 상기 센서 제어부로부터 시작하여 첫 발광 셀을 거쳐서 마지막 발광 셀에 이르기까지 4 개의 고정된 선의 개수로 직렬 연결함으로써 발광 셀을 확장할 수 있게 하고;
    첫 발광 셀에 발광제어신호를 처음 인가한 후에 인가된 동기신호의 횟수에 의해서 발광소자의 위치를 인식할 수 있는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  3. 제1항에 있어서, 상기 센서제어부는,
    발광 셀에 동기신호를 공급하여 발광 셀의 레지스터의 내용이 직렬로 연결된 다음 발광 셀로 전달될 수 있게 하고, 첫 발광 셀의 발광제어신호 포트에 1클럭 동안 발광소자가 켜지도록 신호를 공급하여 광 펄스가 전달될 수 있도록 하고, 다수 개의 수광부로부터 수광된 신호의 세기를 획득하여 상기 센서 처리부로 데이터를 제공하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  4. 제1항에 있어서, 상기 센서 처리부는,
    시간에 의해 발광 셀을 인식하고, 고정된 상기 발광 셀의 위치 정보를 이용하고, 상기 발광 셀로부터 방사된 빛이 위치가 알려진 다수 개의 수광부로부터의 동시에 획득된 신호 세기를 이용하여, 물체가 존재하는 경로의 다수 개의 공통 교점에 물체가 존재한다는 사실을 이용하여 물체의 위치를 계산하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  5. 제1항에 있어서, 상기 방사대는,
    발광 셀의 발광소자의 사이 간격보다 작은 물체에 의한 물체 인식의 음영지역을 없애기 위해서 발광소자로부터 방사된 빛을 산란시키는 필터 기능을 가지고;
    발광 셀의 전력을 효율적으로 사용하기 위해서 맞은 편 2 개 모서리에 있는 수광부로 빛을 나누어 집중하고 그 외의 영역으로는 빛을 억제하도록 2층 구조로 구성된 렌즈의 기능을 가지는 터치 스크린.
  6. 제4항에 있어서, 상기 센서 처리부는,
    화면부에 터치하는 물체가 없을 때에 발광부에서 발광한 빛에 대해 수광부에서 감지된 신호의 크기를 기준신호레벨로 저장하고, 터치 동작시에는 수광부의 신호레벨에서 상기 기준신호레벨의 수치 만큼 빼주어 주변광에 대한 영향을 보정하는 기능을 가지는 터치 스크린.
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