KR20130049562A - 터치 지점 인식 방법 및 터치 시스템, 그리고 디스플레이 장치 - Google Patents

터치 지점 인식 방법 및 터치 시스템, 그리고 디스플레이 장치 Download PDF

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한영란
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Abstract

터치 지점 인식 방법 및 터치 시스템, 그리고 디스플레이 장치가 제공된다. 본 터치 지점 인식 방법은 디스플레이 장치가 영역별로 상이한 패턴을 가지는 LCD 패널을 투과하는 IR 신호를 발산하고, 디지털 펜이 IR 카메라를 통해 IR 신호가 투과하는 패턴을 촬영하여 터치 지점에 대응되는 IR 이미지를 획득하며, 획득된 IR 이미지를 이용하여 터치 지점을 인식한다. 이에 의해, 디지털 펜의 배터리 수명을 늘릴 수 있으며, 디지털 펜의 필기 각도에 대한 제한이 줄어든다.

Description

터치 지점 인식 방법 및 터치 시스템, 그리고 디스플레이 장치{Method and System for recognizing touch point, and Display apparatus}
본 발명은 터치 지점 인식 방법 및 터치 시스템, 그리고 디스플레이 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디지털 펜을 이용하여 터치 지점을 인식하는 터치 지점 인식 방법 및 터치 시스템, 그리고 디스플레이 장치에 관한 것이다.
종래의 터치 스크린은 카메라, IR 방식, 감압식(Resistive), 정전식(Capacitive) 등의 터치 센싱 장치를 이용하거나 터치 스크린의 패턴을 촬영하여 터치 지점을 인식하는 디지털 펜을 이용한다.
특히, 기존의 디지털 펜을 이용한 터치 입력 방식은 디지털 펜에 IR 광원 및 IR 카메라가 구비되었다. 구체적으로, 디지털 펜이 디스플레이 장치의 패턴을 인식하기 위해 디지털 팬 자체에서 IR 광원을 발산하고, 디스플레이 장치에 의해 반사되었다. 그리고, 디지털 펜은 반사된 IR 광원이 지나는 패턴을 IR 카메라를 통해 촬영하여 터치 지점을 인식하였다.
상술한 바와 같이, 디지털 펜에 IR광원이 부착되는 경우, IR 광원에 의한 배터리 소모가 증가되며, 광원에 반사되는 빛을 펜의 카메라가 다시 인식하기 위해서 펜의 각도가 제한되는 문제점이 있었다. 또한, 디지털 펜 내부에 IR 광원이 배치되어야 하므로, 디지털 펜이 두꺼워지는 문제점이 존재하였다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, IR 광원이 디스플레이 장치 내부에 구비되어 터치 지점을 인식하는 터치 지점 인식 방법 및 터치 시스템, 그리고 디스플레이 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른, 디스플레이 장치 및 디지털 펜을 포함하는 터치 시스템의 터치 지점 인식 방법은, 상기 디스플레이 장치가, 영역별로 상이한 패턴을 가지는 LCD 패널을 투과하는 IR 신호를 발산하는 단계; 상기 디지털 펜이, IR 카메라를 통해 상기 IR 신호가 투과하는 패턴을 촬영하여, 터치 지점에 대응되는 IR 이미지를 획득하는 단계; 및 상기 디지털 펜이, 상기 IR 이미지를 이용하여 상기 터치 지점을 인식하는 단계;를 포함한다.
그리고, 상기 발산하는 단계는, 상기 디지털 펜이 터치 시작을 감지하는 단계; 상기 터치 시작이 감지되면, 상기 디지털 펜이 상기 디스플레이 장치로 센싱 신호를 전송하는 단계; 상기 센싱 신호가 수신되면, 상기 디스플레이 장치가, IR 광원을 구동하여 상기 IR 신호를 발산하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 감지하는 단계는, 상기 디지털 펜에서 상기 LCD 패널과 터치되는 부분에 구비된 압력 센서를 이용하여, 상기 터치 시작을 감지할 수 있다.
그리고, 상기 감지하는 단계는, 기 설정된 시간 동안 상기 압력 센서에 압력이 감지되면, 상기 터치 시작이 감지될 수 있다.
또한, 상기 발산하는 단계는, 상기 디스플레이 장치 또는 상기 디지털 펜에 구비된 버튼이 선택되면, 상기 IR 신호를 발산할 수 있다.
그리고, 상기 디지털 펜이 터치 종료를 감지하는 단계; 상기 터치 시작이 감지되면, 상기 디지털 펜이 상기 디스플레이 장치로 중단 신호를 전송하는 단계; 상기 중단 신호가 수신되면, 상기 디스플레이 장치가, IR 광원의 구동을 중단하여 상기 IR 신호의 발산을 중단하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 감지하는 단계는, 기 설정된 시간 동안 상기 디지털 펜에 구비된 압력 센서에 압력이 감지되지 않으면, 상기 터치 종료를 감지할 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른, 터치 시스템은, 영역별로 상이한 패턴을 가지는 LCD 패널을 투과하는 IR 신호를 발산하는 디스플레이 장치; 및 IR 카메라를 통해 상기 IR 신호가 투과하는 패턴을 촬영하여, 터치 지점에 대응되는 IR 이미지를 획득하고, 상기 IR 이미지를 이용하여 상기 터치 지점을 인식하는 디지털 펜;을 포함한다.
그리고, 상기 디스플레이 장치는, 상기 디지털 펜에 의해 터치 시작이 감지되어, 센싱 신호가 전송되면, IR 광원을 구동하여 IR 신호를 발산할 수 있다.
또한, 상기 터치 시작은, 상기 디지털 펜에서 상기 LCD 패널과 터치되는 부분에 구비된 압력 센서에 의해 감지될 수 있다.
그리고, 기 설정된 시간 동안 상기 압력 센서에 압력이 감지된 경우, 상기 터치 시작이 감지될 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 장치는, 상기 디스플레이 장치 또는 상기 디지털 펜에 구비된 버튼이 선택되면, 상기 IR 신호를 발산할 수 있다.
그리고, 상기 디스플레이 장치는, 상기 디지털 펜에 의해 터치 종료가 감지되어 중단 신호가 전송되면, IR 광원의 구동을 중단하여 상기 IR 신호의 발산을 중단할 수 있다.
또한, 상기 디지털 펜은, 기 설정된 시간 동안 상기 디지털 펜에 구비된 압력 센서에 압력이 감지되지 않으면, 상기 터치 종료를 감지할 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른, 디지털 펜을 이용하여 사용자의 터치를 인식하는 디스플레이 장치는, 영역별로 상이한 패턴을 가지는 LCD 패널; 상기 LCD 패널의 하부에 배치되어 상기 LCD 패널에 백라이트를 제공하는 백라이트 유닛; 상기 LCD 패널을 투과하는 IR 신호를 발산하는 IR 광원; 상기 디지털 펜과 통신을 수행하는 통신부;및 상기 디지털 펜으로부터 수신되는 신호를 이용하여 상기 LCD 패널, 상기 백라이트 유닛, 상기 IR 광원을 제어하는 제어부;를 포함한다.
그리고, 상기 IR 광원은 상기 백라이트 유닛에 배치될 수 있다.
또한, 상기 IR 광원은 상기 백라이트 유닛 표면의 가장자리 영역에 기 설정된 간격으로 배치될 수 있다.
그리고, 상기 IR 광원은 상기 백라이트 유닛 표면의 가장자리 영역 및 내부 영역에 기 설정된 패턴으로 배치될 수 있다.
또한, 상기 백라이트 유닛의 상부 표면에 마련된 확산판;을 더 포함하고, 상기 IR 광원은 상기 LCD 패널의 측면에 배치되어 상기 확산판으로 상기 IR 신호를 발산하며, 상기 확산판은, 상기 IR 신호가 상기 LCD 패널을 투과할 수 있도록 반사할 수 있다.
그리고, 상기 제어부는, 상기 통신부를 통해 상기 디지털 펜으로부터 센싱 신호가 전송되면, IR 신호가 발산되도록 상기 IR 광원을 제어하고, 상기 통신부를 통해 상기 디지털 펜으로부터 중단 신호가 전송되면, IR 신호의 발산이 중단되도록 상기 IR 광원을 제어할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 다양한 실시 예에 의해, 디지털 펜의 배터리 수명을 늘릴 수 있으며, 디지털 펜의 필기 각도에 대한 제한이 줄어든다. 또한, 터치 활성화 상태 및 비활성화 상태를 구분하여 IR 광원을 제어함으로써, 불필요한 소비 전력이 줄어들게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 터치 시스템을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 디스플레이 장치의 구성에 대한 블럭도를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 디스플레이 장치의 LCD 패널에 구비된 패턴을 도시한 도면,
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른, 백라이트 유닛에 IR 광원이 배치되는 실시 예들에 대한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른, LCD 패널 측면에 IR 광원이 배치되는 실시 예들에 대한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 디지털 펜의 구성에 대한 블럭도를 도시한 도면, 그리고,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 터치 지점 인식 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 터치 시스템(10)을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 터치 시스템(10)은 디스플레이 장치(100) 및 디지털 펜(200)을 포함한다. 이때, 디스플레이 장치(100)는 전자 칠판으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, TV, 태블릿 PC, 스마트폰과 같은 전자 장치로도 구현할 수 있다.
디스플레이 장치(100)는 영상을 디스플레이하기 위하여 백라이트 유닛 및 LCD 패널을 구비하는 장치이다. 여기서, 디스플레이 장치(100)의 LCD 패널에는 영역별로 상이한 패턴이 삽입된다. 따라서, 디지털 펜(200)이 영역별로 상이한 패턴 중에서 IR 신호가 투과하는 영역을 촬영함으로써, 디지털 펜(200)이 터치 지점을 인식할 수 있게 된다.
또한, 영역별로 상이한 패턴을 가지는 LCD 패널을 투과하는 IR 신호를 발산하기 위해, 디스플레이 장치(100)는 IR 광원을 포함한다. 이때, IR 광원은 디스플레이 장치(100)에 구비된 백라이트의 가장자리 영역 및 내부 영역 중 적어도 하나에 기설정된 간격으로 배치될 수 있다. 또한, IR 광원은 LCD 패널의 측면에 배치될 수 있다. 그러나, 상술한 바와 같은 IR 광원이 배치되는 위치는 일 실시 예에 불과할 뿐 다른 위치에 IR 광원이 배치될 수 있다.
디스플레이 장치(100)는 기 설정된 조건이 만족된 경우에만 IR 광원을 구동하여 IR 신호를 발산할 수 있다. 예를 들어, 디지털 펜(200)이 압력 센서에 의해 터치 시작을 감지하여 생성한 센싱 신호가 수신되면, 디스플레이 장치(100)는 IR 광원을 구동하여 IR 신호를 발산할 수 있다. 또 다른 예로, 디지털 펜(200) 또는 디스플레이 장치(100) 중 하나에 구비된 버튼이 선택되면, 디스플레이 장치(100)는 IR 광원을 구동하여 IR 신호를 발산할 수 있다. 그러나, 이는 일 실시 예에 불과할 뿐, 다른 조건에 의해 IR 광원을 구동할 수 있다.
디스플레이 장치(100)는 기 설정된 조건이 만족된 경우, IR 광원의 중단할 수 있다. 예를 들어, 디지털 펜(200)이 터치 종료(예를 들어, 터치 감지하여 생성한 중단 신호가 수신되면, 디스플레이 장치(100)는 IR 광원의 구동을 중단할 수 있다. 또 다른 예로, 디지털 펜(200) 또는 디스플레이 장치(100) 중 하나에 구비된 종료 버튼이 선택되면, 디스플레이 장치(100)는 IR 광원의 구동을 중단할 수 있다.
또한, 디스플레이 장치(100)는 디지털 펜(200)으로부터 수신된 터치 지점에 대한 정보를 이용하여 오브젝트를 표시할 수 있다.
디지털 펜(200)은 IR 카메라를 이용하여 디스플레이 장치(100)의 LCD 패널 중 IR 신호가 투과하는 패턴 영역을 촬영한다. 그리고, 디지털 펜(200)은 촬영된 패턴 영역을 IR 이미지로 생성한 후, 생성된 IR 이미지를 이용하여 터치 지점을 인식한다.
그리고, 디지털 펜(200)은 인식된 터치 지점에 대한 정보를 디스플레이 장치(100) 또는 디스플레이 장치(100)를 제어하는 외부의 제어 장치에 전송한다. 따라서, 디스플레이 장치(100)는 디지털 펜(200)에 의해 인식된 터치 지점에 오브젝트를 표시할 수 있다.
또한, 디지털 펜(200)이 디스플레이 장치(100)를 터치하는 경우에만 IR 광원이 구동하기 위해, 디지털 펜(200)은 터치 시작을 감지하여, 센싱 신호를 생성한다. 그리고, 디지털 펜(200)은 생성된 센싱 신호를 디스플레이 장치(100)로 전송한다.
이때, 디지털 펜(200)은 디지털 펜(200)에서 디스플레이 장치(100)의 LCD 패널과 접촉되는 부분에 구비된 압력 센서를 이용하여 터치 시작을 감지할 수 있다. 예를 들어, 기 설정된 시간 동안 압력 센서에 압력이 감지되면, 디지털 펜(200)은 터치 시작을 감지할 수 있다. 그러나, 이는 일 실시 예에 불과할 뿐, 디지털 펜(200)은 다른 입력 수단(예를 들어, 버튼)을 이용하여 터치 시작을 감지할 수 있다.
또한, 터치 종료가 감지되면, 디지털 펜(200)은 중단 신호를 생성한다. 그리고, 디지털 펜(200)은 IR 광원의 구동을 중단하기 위해 중단 신호를 디스플레이 장치(100)로 전송한다.
이때, 디지털 펜(200)은 기 설정된 시간 동안 터치가 이루어지지 않은 경우 터치 종료를 감지한다.
상술한 바와 같이 IR 광원이 디스플레이 장치(100)에 구비된 터치 시스템(10)에 의해, 디지털 펜(200)의 배터리 수명을 늘릴 수 있으며, 디지털 펜(200)의 필기 각도에 대한 제한이 줄어든다. 또한, 터치 활성화 상태 및 비활성화 상태를 구분하여 IR 광원을 제어함으로써, 불필요한 소비 전력이 줄어들게 된다.
이하에서는 도 2 내지 도 6을 참조하여, 디스플레이 장치(100) 및 디지털 펜(200)에 대해 더욱 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 디스플레이 장치(100)의 구성을 나타내는 블럭도를 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 디스플레이 장치(100)는 LCD 패널(110), 백라이트 유닛(120), IR 광원(130), 제어부(140) 및 통신부(150)를 포함한다. 이때, 디스플레이 장치(100)는 전자 칠판으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
LCD 패널(110)은 전극이 생성된 두 기판이 마주 보도록 배치되어 있으며, 두 기판 사이에 액정 물질이 주입되어 형성된다. 여기서, 두 전극에 전압을 인가되면 전기장이 생성되어, 두 기판 사이에 주입된 액정 물질의 분자를 움직이게 하여 백라이트의 투과율을 조절한다. 따라서, LCD 패널(110)은 영상신호에 기초하여 빛의 투과율을 조절할 수 있게 된다.
LCD 패널(110)은 내부에 색 필터를 포함한다. 이때, 색 필터는 R 색 필터(115-1), G 색 필터(115-2), B 색 필터(115-3)를 포함한다. 특히, LCD 패널(110) 내부에 구비된 RGB 색 필터(115-1,115-2,115-3)는 도 3에 도시된 바와 같이, 영역별로 상이한 패턴을 가지는 틀(113)에 장착된다. 이때, 영역별로 상이한 패턴을 가지는 틀(113)은 IR 신호가 투과된다. 그리고, 디지털 펜(200)이 IR 신호가 투과된 패턴 영역을 촬영하여 IR 이미지를 획득하고, 획득된 IR 이미지를 통해 터치 지점을 인식할 수 있다. 한편, 상술한 영역별로 상이한 패턴을 가지는 틀(113)을 블랙 매트릭스(Black Matrix)라고도 명명할 수 있다. 이때, LCD 패널(110)은 터치 패널로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
백라이트 유닛(120)은 LCD 패널(110)로 백라이트를 투사한다. LCD 패널(120)은 자체적으로 발광할 수 없기 때문이다. 백라이트 유닛(120)은 백라이트 구동회로(미도시) 및 발광 모듈(미도시)로 구성된다. 이때, 발광 모듈은 복수 개의 발광소자(예를 들어, LED)를 구비하고, 복수 개의 발광 소자는 상호간 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 백라이트 구동회로는 제어부(140)의 제어에 따라 발광 모듈을 구동할 수 있다.
IR 광원(130)은 디지털 펜(200)의 IR 카메라가 LCD 패널(110)의 패턴을 촬영할 수 있도록 IR 신호를 발산한다. 이때, IR 광원(130)은 IR 신호를 발산하기 때문에, 백라이트 유닛(120)에서 출사되는 가시광선인 백라이트의 디스플레이를 방해하지 않는다.
IR 광원(130)는 IR 신호가 LCD 패널(110)을 투과할 수 있도록 다양한 위치에 배치될 수 있다. 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 백라이트 유닛(120)에 위치한 IR 광원(130)을 도시한 도면이다. 도 4a 및 도 4b는 백라이트 유닛(120)을 위에서 바라본 도면이다.
도 4a에 도시된 바와 같이. IR 광원(130)은 백라이트 유닛(120) 표면의 가장 자리 영역에 기설정된 간격으로 배치될 수 있다. 또한, 도 4b에 도시된 바와 같이, IR 광원(130)은 백라이트 유닛(120) 표면의 가장자리 영역 및 내부 영역에 기설정된 패턴으로 배치될 수 있다. 즉, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, IR 광원(130)은 백라이트 유닛(120)의 표면에 배치되어 LCD 패널(110)로 바로 IR 신호를 발산할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른, LCD 패널(110)의 측면에 위치한 IR 광원(130)을 도시한 도면이다. 특히, 도 5는 LCD 패널(110), 백라이트 유닛(120) 및 확산판(135)이 포함된 디스플레이 패널을 절단한 면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, IR 광원(110)은 LCD 패널(110)의 측면에 위치한다. 그리고, IR 광원(110)으로부터 백라이트 유닛(120) 방향으로 발산된 IR 신호는 LCD 패널(110) 및 백라이트 유닛(120) 사이에 구비된 확산판(135)에 의해 LCD 패널(110) 방향으로 반사된다.
따라서, 디지털 펜(200)은 확산판(135)에 의해 반사된 IR 신호를 이용하여 LCD 패널의 패턴을 촬영할 수 있게 된다.
한편, 도 4a 내지 도 5에서 설명한 IR 광원(130)이 배치된 위치 및 개수는 일 실시 예에 불과할 뿐, IR 광원(130)에서 발산된 IR 신호가 LCD 패널(110)을 투과할 수 있도록 하는 IR 광원(130)의 위치라면 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.
통신부(150)는 디지털 펜(200)과의 통신을 수행한다. 구체적으로, 통신부(150)는 디지털 펜(200)으로부터 IR 광원(130)의 구동 여부를 판단하기 위한 센싱 신호 및 중단 신호를 수신할 수 있다. 또한, 통신부(150)는 디지털 펜(200)으로부터 터치 지점에 대한 정보를 수신할 수 있다.
제어부(140)는 사용자 명령에 따라, 디스플레이 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 제어부(140)는 통신부(150)를 통해 디지털 펜(200)으로부터 수신된 신호를 이용하여 LCD 패널(110), 백라이트 유닛(120) 및 IR 광원(130)을 제어한다.
구체적으로, 제어부(140)는 통신부(150)를 통해 디지털 펜(200)으로부터 센싱 신호가 수신되면, IR 신호가 발산되도록 IR 광원(130)을 구동한다.
그리고, 제어부(140)는 통신부(150)를 통해 디지털 펜(200)으로부터 센싱 신호가 중단되거나, 중단 신호가 수신되면, 불필요한 전력 낭비를 방지하기 위하여 IR 광원(130)의 구동을 중단한다.
그리고, 통신부(150)를 통해 디지털 펜(200)으로부터 디지털 펜(200)이 터치한 지점에 대한 정보가 수신되면, 제어부(140)는 터치 지점에 오브젝트가 표시되도록 LCD 패널(110) 및 백라이트 유닛(120)을 제어한다.
한편, 본 발명에서는 제어부(140)가 디스플레이 장치(110) 내부에 구비된 것으로 상정하였으나, 이는 일 실시 예에 불과할 뿐, 디스플레이 장치(110)의 제어부(140)는 외부에 구비될 수 있다. 예를 들어, 제어부(140)는 디스플레이 장치(100) 외부에 구비된 셋탑 박스의 제어부 또는 컴퓨터로 구현될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 디지털 펜(200)의 블럭도를 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 디지털 펜(200)은 압력 센서(210), 촬영부(220), 제어부(230) 및 통신부(240)를 포함한다.
압력 센서(210)는 디지털 펜(200)에서 디스플레이 장치(100)와 터치되는 부분(예를 들어, 펜 촉)에 구비되어, 디스플레이 장치(100)와의 터치 여부를 감지한다.
촬영부(220)는 디스플레이 장치(100)의 LCD 패널에서 IR 신호가 투과하는 패턴 영역을 촬영한다. 이때, 촬영부(220)는 촬영된 영상을 신호 처리하여 IR 이미지로 생성한다. 촬영부(220)는 생성된 IR 이미지를 제어부(230)로 전송한다.
이때, 촬영부(220)는 IR 카메라로 구현될 수 있다.
통신부(240)는 외부의 디스플레이 장치(100) 혹은 디스플레이 장치(100)를 제어하는 장치와 통신을 수행한다. 특히, 통신부(240)는 디스플레이 장치(100)의 IR 광원(130)의 구동 여부를 판단하기 위한 센싱 신호 및 중단 신호를 디스플레이 장치(100) 또는 디스플레이 장치(100)를 제어하는 제어 장치에 전송할 수 있다. 또한, 통신부(240)는 IR 이미지를 이용하여 인식된 터치 지점에 대한 정보를 디스플레이 장치(100) 또는 디스플레이 장치(100)를 제어하는 제어 장치에 전송할 수 있다.
제어부(230)는 디지털 펜(200)의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 제어부(230)는 압력 센서를 이용하여 터치 시작 및 터치 종료를 판단한다. 구체적으로, 제어부(230)는 압력 센서를 통해 압력이 감지되면, 터치가 시작되었다고 판단한다. 이때, 제어부(230)는 압력 센서를 통해 압력이 감지된 순간 터치가 시작되었다고 판단할 수 있으며, 압력 센서를 통해 기설정된 시간 동안 압력이 감지되면 터치가 시작되었다고 판단할 수 있다. 또한, 제어부(230)는 기설정된 시간 동안 압력 센서를 통해 압력이 감지되지 않으면, 터치가 종료되었다고 판단한다.
제어부(230)는 터치 시작 및 터치 종료의 판단 결과에 따라, 센싱 신호 및 중단 신호 중 하나를 생성하여, 통신부(240)를 통해 디스플레이 장치(100) 또는 디스플레이 장치(100)를 제어하는 제어 장치에 전송한다.
제어부(230)는 IR 카메라를 통해 획득된 패턴 영역에 대한 IR 이미지를 분석하여 터치 지점을 판단한다. 구체적으로, 제어부(230)는 패턴 영역별로 좌표값이 매핑되어 저장된 저장부(미도시)에서 IR 카메라를 통해 획득된 IR 이미지와 대응되는 좌표값을 검색한다. 그리고, 제어부(230)는 검색된 좌표값에 대한 정보를 디스플레이 장치(100) 또는 디스플레이 장치(100)를 제어하는 제어 장치에 전송하도록 제어한다.
그러나, 디지털 펜(200)이 좌표값을 직접 계산하는 것은 일 실시 예에 불과할 뿐, 디지털 펜(200)의 제어부(230)가 좌표값을 직접 계산하지 않고, IR 이미지에 대한 정보를 디스플레이 장치(100) 또는 디스플레이 장치(100)를 제어하는 제어 장치에 전송하여, 디스플레이 장치(100) 또는 디스플레이 장치(100)를 제어하는 제어 장치가 터치 지점의 좌표값을 계산할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같은 디지털 펜(200)은 디스플레이 장치(100)로부터 발산되는 IR 신호를 통해 터치 지점을 인식할 수 있게 된다. 따라서, 디지털 펜(200)의 배터리 수명을 늘릴 수 있으며, 디지털 펜(200)의 필기 각도에 대한 제한이 줄어든다. 또한, 터치 활성화 상태 및 비활성화 상태를 구분하여 IR 광원(130)을 제어함으로써, 불필요한 소비 전력이 줄어들게 된다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 터치 시스템의 터치 지점 인식 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
우선, 디지털 펜(200)은 터치 시작을 감지한다(S710). 구체적으로, 디지털 펜(200)은 압력 센서(210)를 이용하여 디지털 펜(200)이 디스플레이 장치(100)를 터치하였는지 여부를 판단한다. 이때, 디지털 펜(200)은 디지털 펜(200)이 디스플레이 장치(100)를 터치한 순간 터치 시작을 감지할 수 있으며, 기설정된 시간 동안 디지털 펜(200)이 디스플레이 장치(100)를 터치하는 경우 터치 시작을 감지할 수 있다.
그리고, 디지털 펜(200)으로부터 터치 시작이 감지되면(S710-Y), 디지털 펜(200)은 센싱 신호를 생성한다. 그리고, 디지털 펜(200)으로부터 센싱 신호가 수신되면, 디스플레이 장치(100)는 IR 광원(130)을 구동한다(S720). 즉, 디스플레이 장치(100)는 항상 IR 광원(130)을 구동하는 것이 아니라, 디지털 펜(200)이 터치를 시작한 시점부터 IR 광원(130)을 구동하게 되어 불필요한 전력 소비를 방지할 수 있다.
IR 광원이 구동되면, 디지털 펜(200)은 IR 이미지를 획득한다(S730). 여기서, IR 이미지는 IR 광원(130)에서 발산되는 IR 신호가 투과하는 패턴 영역에 대한 이미지이다.
그리고, 디지털 펜(200)은 IR 이미지로부터 터치 지점을 인식한다(S740). 구체적으로, 디지털 펜(200)은 IR 이미지와 터치 지점이 매핑되어 저장된 저장부로부터 획득된 IR 이미지와 맵핑되는 터치 지점에 대한 정보(예를 들어, 터치 지점의 좌표값, 터치된 디스플레이의 정보)를 인식한다.
그리고, 디지털 펜(200)은 터치 지점에 대한 정보를 디스플레이 장치(100)로 전송한다(S750).
터치 지점에 대한 정보가 수신되면, 디스플레이 장치(100)는 터치 지점에 오브젝트를 디스플레이 한다(S760).
그리고, 디지털 펜(200)은 터치 종료 여부를 판단한다(S770). 구체적으로, 디지털 펜(200)은 기 설정된 시간 동안 터치가 이루어지지 않았는지 여부를 판단한다, 기 설정된 시간 동안 터치가 이루어지지 않았다면, 디지털 펜(200)은 터치가 종료되었다고 판단한다. 터치가 종료되었다고 판단되면(S770-Y), 디지털 펜(200)은 중단 신호를 생성하여 디스플레이 장치(100)로 전송하고, 디스플레이 장치(100)는 IR 광원(130)의 구동을 중단한다(S780).
그러나, 터치가 종료되지 않았다고 판단된 경우, S720 내지 S760 단계를 반복하여 터치 지점에 오브젝트를 표시할 수 있다.
상술한 바와 같은 터치 지점 인식 방법에 의해, 디지털 펜(200)의 배터리 수명을 늘릴 수 있으며, 디지털 펜(200)의 필기 각도에 대한 제한이 줄어든다. 또한, 터치 활성화 상태 및 비활성화 상태를 구분하여 IR 광원(130)을 제어함으로써, 불필요한 소비 전력이 줄어들게 된다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
110: LCD 패널 120: 백라이트 유닛
130: IR 광원 140: 제어부
150: 통신부 210: 압력 센서
220: 촬영부 230: 제어부
240: 통신부

Claims (20)

  1. 디스플레이 장치 및 디지털 펜을 포함하는 터치 시스템의 터치 지점 인식 방법에 있어서,
    상기 디스플레이 장치가, 영역별로 상이한 패턴을 가지는 LCD 패널을 투과하는 IR 신호를 발산하는 단계;
    상기 디지털 펜이, IR 카메라를 통해 상기 IR 신호가 투과하는 패턴을 촬영하여, 터치 지점에 대응되는 IR 이미지를 획득하는 단계;
    상기 디지털 펜이, 상기 IR 이미지를 이용하여 상기 터치 지점을 인식하는 단계;를 포함하는 터치 지점 인식 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발산하는 단계는,
    상기 디지털 펜이 터치 시작을 감지하는 단계;
    상기 터치 시작이 감지되면, 상기 디지털 펜이 상기 디스플레이 장치로 센싱 신호를 전송하는 단계;
    상기 센싱 신호가 수신되면, 상기 디스플레이 장치가, IR 광원을 구동하여 상기 IR 신호를 발산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 지점 인식 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 감지하는 단계는,
    상기 디지털 펜에서 상기 LCD 패널과 터치되는 부분에 구비된 압력 센서를 이용하여, 상기 터치 시작을 감지하는 것을 특징으로 하는 터치 지점 인식 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 감지하는 단계는,
    기 설정된 시간 동안 상기 압력 센서에 압력이 감지되면, 상기 터치 시작이 감지되는 것을 특징으로 하는 터치 지점 인식 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 발산하는 단계는,
    상기 디스플레이 장치 또는 상기 디지털 펜에 구비된 버튼이 선택되면, 상기 IR 신호를 발산하는 것을 특징으로 하는 터치 지점 인식 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 디지털 펜이 터치 종료를 감지하는 단계;
    상기 터치 시작이 감지되면, 상기 디지털 펜이 상기 디스플레이 장치로 중단 신호를 전송하는 단계;
    상기 중단 신호가 수신되면, 상기 디스플레이 장치가, IR 광원의 구동을 중단하여 상기 IR 신호의 발산을 중단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 지점 인식 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 감지하는 단계는,
    기 설정된 시간 동안 상기 디지털 펜에 구비된 압력 센서에 압력이 감지되지 않으면, 상기 터치 종료를 감지하는 것을 특징으로 하는 터치 지점 인식 방법.
  8. 터치 시스템에 있어서,
    영역별로 상이한 패턴을 가지는 LCD 패널을 투과하는 IR 신호를 발산하는 디스플레이 장치; 및
    IR 카메라를 통해 상기 IR 신호가 투과하는 패턴을 촬영하여, 터치 지점에 대응되는 IR 이미지를 획득하고, 상기 IR 이미지를 이용하여 상기 터치 지점을 인식하는 디지털 펜;을 포함하는 터치 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는,
    상기 디지털 펜에 의해 터치 시작이 감지되어, 센싱 신호가 전송되면, IR 광원을 구동하여 IR 신호를 발산하는 것을 특징으로 하는 터치 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 터치 시작은,
    상기 디지털 펜에서 상기 LCD 패널과 터치되는 부분에 구비된 압력 센서에 의해 감지되는 것을 특징으로 하는 터치 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    기 설정된 시간 동안 상기 압력 센서에 압력이 감지된 경우, 상기 터치 시작이 감지되는 것을 특징으로 하는 터치 시스템.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는,
    상기 디스플레이 장치 또는 상기 디지털 펜에 구비된 버튼이 선택되면, 상기 IR 신호를 발산하는 것을 특징으로 하는 터치 시스템.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는,
    상기 디지털 펜에 의해 터치 종료가 감지되어 중단 신호가 전송되면, IR 광원의 구동을 중단하여 상기 IR 신호의 발산을 중단하는 것을 특징으로 하는 터치 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 디지털 펜은,
    기 설정된 시간 동안 상기 디지털 펜에 구비된 압력 센서에 압력이 감지되지 않으면, 상기 터치 종료를 감지하는 것을 특징으로 하는 터치 시스템.
  15. 디지털 펜을 이용하여 사용자의 터치를 인식하는 디스플레이 장치에 있어서,
    영역별로 상이한 패턴을 가지는 LCD 패널;
    상기 LCD 패널의 하부에 배치되어 상기 LCD 패널에 백라이트를 제공하는 백라이트 유닛;
    상기 LCD 패널을 투과하는 IR 신호를 발산하는 IR 광원;
    상기 디지털 펜과 통신을 수행하는 통신부;및
    상기 디지털 펜으로부터 수신되는 신호를 이용하여 상기 LCD 패널, 상기 백라이트 유닛, 상기 IR 광원을 제어하는 제어부;를 포함하는 디스플레이 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 IR 광원은 상기 백라이트 유닛에 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 IR 광원은 상기 백라이트 유닛 표면의 가장자리 영역에 기 설정된 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치
  18. 제16항에 있어서,
    상기 IR 광원은 상기 백라이트 유닛 표면의 가장자리 영역 및 내부 영역에 기 설정된 패턴으로 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛의 상부 표면에 마련된 확산판;을 더 포함하고,
    상기 IR 광원은 상기 LCD 패널의 측면에 배치되어 상기 확산판으로 상기 IR 신호를 발산하며,
    상기 확산판은,
    상기 IR 신호가 상기 LCD 패널을 투과할 수 있도록 반사하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 통신부를 통해 상기 디지털 펜으로부터 센싱 신호가 전송되면, IR 신호가 발산되도록 상기 IR 광원을 제어하고,
    상기 통신부를 통해 상기 디지털 펜으로부터 중단 신호가 전송되면, IR 신호의 발산이 중단되도록 상기 IR 광원을 제어하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
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