KR20140092071A

KR20140092071A - 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR20140092071A
Application number: KR1020130004364A
Authority: KR
Inventors: 조영준; 정문채; 김선욱
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2013-01-15
Filing date: 2013-01-15
Publication date: 2014-07-23

Abstract

디스플레이부; 상기 디스플레이부의 둘레를 감싸는 베젤 프레임; 상기 디스플레이부의 둘레를 따라 상기 베젤 프레임에 구비되고, 빛을 조사하고 상기 디스플레이부와 이격되게 위치한 포인터로부터 반사된 빛의 광량을 각각 검출하는 복수의 광센서 모듈; 및 각 광센서 모듈로부터 검출된 빛의 광량을 기초로 상기 포인터의 모션을 추출하고, 상기 추출된 모션에 대응되는 동작을 수행하는 제어부를 포함하되, 상기 각 광센서 모듈은 각각 빛을 조사하는 복수의 발광소자로 구성된 발광소자 어레이; 및 각 발광소자에서 조사되어 상기 포인터에 의해 반사된 빛을 수광하고, 상기 반사된 빛의 광량을 전기신호로 변환하는 하나의 수광소자를 포함하는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치는 디스플레이부 전방의 넓은 영역에서 인접한 포인터를 감지할 수 있는 근접 터치 기능을 제공할 수 있다.

Description

근접 터치 기능을 구비한 전자 장치 및 그 제어 방법{ELECTRONIC DEVICE FOR SENSING PROXIMITY TOUCH AND CONTROLLING METHOD THEREOF}

본 발명은 넓은 영역에서 포인터의 근접 터치를 감지할 수 있는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

최근 터치 인식 기술과 3차원 디스플레이 기술이 발전함에 따라, 사용자가 전자 장치에 대해 3차원적으로 접근할 수 있게 하는 기술, 즉 3D 인터랙션(interactiuon)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 상기와 같은 3D 인터랙션은 기존의 터치스크린이 X-Y축 입력을 터치 입력으로 감지하는 것과 동시에, Z축 입력 또한 터치 입력으로서 감지할 수 있는 공간인식기술을 핵심으로 한다.

상기와 같은 공간인식기술을 구현하기 위해, 종래에는 전자 장치에 별도의 중소형 카메라를 구비해 왔다. 즉, 카메라를 이용하여 포인터의 모습을 촬상한 후, 상기 촬상된 영상으로부터 포인터의 위치를 추측함으로써 근접 터치 기능을 구현한다.

그러나 상기와 같이 카메라를 이용하여 근접 터치 기능을 구현하는 방법은 높은 비용을 요한다는 단점을 갖는다. 별도의 카메라가 구비되므로 제조 비용이 증가되고, 전자 장치의 전력 소모 및 메모리 측면에서도 불리하다. 또한, 하나의 카메라가 촬상할 수 있는 영역이 정해져 있어 근접 터치가 제공되는 영역이 좁다. 특히, 카메라의 근거리에서는 그 촬상 영역이 매우 좁기 때문에, 근거리에서는 근접 터치를 장치 전방의 전 영역에서 활용할 수 없다는 문제가 있다. 그 결과, 종래에는 네비게이션, 태블릿 PC 등과 같이 근접 터치 기능을 제공하는 전자 장치의 크기가 커질수록, 근거리에서 근접 터치 기능의 사용이 제한된다.

본 발명은 전술한 필요성을 충족하기 위해 제안되는 것으로서, 넓은 근접 터치 영역을 제공함으로써 포인터가 디스플레이 전방의 어느 영역에 위치하더라도 근접 터치로서 인식될 수 있는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 디스플레이부; 상기 디스플레이부의 둘레를 감싸는 베젤 프레임; 상기 디스플레이부의 둘레를 따라 상기 베젤 프레임에 구비되고, 빛을 조사하고 상기 디스플레이부와 이격되게 위치한 포인터로부터 반사된 빛의 광량을 각각 검출하는 복수의 광센서 모듈; 및 각 광센서 모듈로부터 검출된 빛의 광량을 기초로 상기 포인터의 모션을 추출하고, 상기 추출된 모션에 대응되는 동작을 수행하는 제어부를 포함하되, 상기 각 광센서 모듈은 각각 빛을 조사하는 복수의 발광소자로 구성된 발광소자 어레이; 및 각 발광소자에서 조사되어 상기 포인터에 의해 반사된 빛을 수광하고, 상기 반사된 빛의 광량을 전기신호로 변환하는 하나의 수광소자를 포함하는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치를 제공한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 복수의 광센서 모듈 중 적어도 하나로부터 빛이 조사되는 단계; 상기 조사된 빛이 디스플레이부와 이격되게 위치한 포인터에 의해 반사되어 해당 광센서 모듈에 수광되고, 상기 반사된 빛의 광량이 검출되는 단계; 각 광센서 모듈로부터 조사되어 반사된 빛의 광량을 기초로 상기 포인터의 모션이 추출되는 단계; 및 상기 추출된 모션에 대응되는 동작이 수행되는 단계를 포함하되, 상기 각 광센서 모듈은 각각 빛을 조사하는 복수의 발광소자로 구성된 발광소자 어레이; 및 각 발광소자에서 조사되어 상기 포인터에 의해 반사된 빛을 수광하고, 상기 반사된 빛의 광량을 전기신호로 변환하는 하나의 수광소자를 포함하는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치의 제어 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치 및 그 제어 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 더 넓은 커버리지 영역을 갖는 근접 터치 기능이 제공될 수 있다. 특히, 전자 장치와 포인터 사이의 거리가 상대적으로 작을 때에도 포인터의 위치 및 모션이 효과적으로 감지될 수 있다. 또한 센싱 모듈이 전자 장치의 둘레를 따라 구비되는 바, 전자 장치의 크기가 큰 경우에도 포인터의 위치 및 모션이 효과적으로 감지될 수 있다. 더불어, 근접 터치 기능을 구현하기 위해 카메라 대신 광센서 어레이를 이용함으로써,제조 비용을 절감할 수 있다는 장점이 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 전자 장치의 사용예를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예와 관련된 전자 장치의 구체적인 구성을 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예와 관련된 전자 장치의 구체적인 구성을 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치에 구비된 각각의 광센서 모듈의 동작 방법의 일례를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치에 구비된 복수의 광센서 모듈의 동작 방법의 일례를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치에서 포인터의 위치를 디지털 데이터로서 변환하는 방법의 일례를 나타낸 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치에서 포인터의 위치에 따라 각 주기별로 생성된 데이터 프레임에 광량 데이터가 할당되는 방법의 일례를 나타낸 도면이다.
도 8은 도 7b의 실시예에 따른 전자 장치에서 상기 포인터의 수평 이동 모션을 추출하기 위해 데이터 프레임을 처리하는 방법의 일례를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 7b의 실시예에 따른 전자 장치에서 상기 포인터의 수평 이동 모션을 추출하기 위해 데이터 블록을 이용하여 데이터 프레임을 처리하는 방법의 일례를 나타낸 도면이다.
도 10a 및 도 10b는 각각 데이터 프레임을 처리 시 이용되는 데이터 블록의 여러 예를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치에서 포인터의 크기 변화를 감지하기 위해 데이터 프레임을 처리하는 방법의 일례를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치에서 포인터의 수직 이동 모션을 추출하기 위해 데이터 프레임을 처리하는 방법의 일례를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명과 관련된 이동 단말기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

그러나, 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위하여 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명에서 다음 용어는 다음과 같은 기준으로 해석될 수 있고, 기재되지 않은 용어라도 하기 취지에 따라 해석될 수 있다. 코딩은 경우에 따라 인코딩 또는 디코딩으로 해석될 수 있고, 정보(information)는 값(values), 파라미터(parameter), 계수(coefficients), 성분(elements) 등을 모두 포함하는 용어로서, 경우에 따라 의미는 달리 해석될 수 있으므로 본 발명은 이에 한정되지 아니한다. '유닛'은 영상 처리의 기본 단위 또는 영상의 특정 위치를 지칭하는 의미로 사용되었으며, 경우에 따라서는 '블록', '파티션' 또는 '영역' 등의 용어와 서로 혼용하여 사용될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 유닛은 코딩 유닛, 예측 유닛, 변환 유닛을 모두 포함하는 개념으로 사용될 수 있다.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예와 관련된 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치(100)의 구체적인 구조 및 동작에 대하여 설명하도록 한다.

도 1에는 본 발명과 관련된 전자 장치(100)의 사용예가 사시도로써 도시되어 있다. 또한, 도 2 및 도 3에는 서로 다른 실시예에 따른 광센서 모듈(120)의 배치 구조를 나타내기 위해 상기 전자 장치(100)에서 프론트 케이스가 분리된 모습의 평면도가 도시되어 있다.

근접 터치 기능을 구비한 전자 장치(100)는 이동 단말기일 수도 있고, 고정 단말기일 수도 있다. 이동 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 등이 포함될 수 있다. 고정 단말기에는 텔레비전(TV), 모니터 등이 포함될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치(100)는 디스플레이부(110), 베젤 프레임(1201), 복수의 광센서 모듈(120) 및 제어부를 포함할 수 있다.

디스플레이부(110)는 전자 장치(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 전자 장치(100)가 네비게이션인 경우 특정 장소의 검색을 위한 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 디스플레이부(110)는 본 발명에 따른 전자 장치(100)의 전면의 대부분을 구성할 수 있다.

디스플레이부(110)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

베젤 프레임(1201)은 디스플레이부(110)의 둘레를 감싸도록 구성된다. 도 2에 도시된 바와 같이 베젤 프레임(1201)은 디스플레이부(110)의 형상과 유사한 형상으로 이루어지되 디스플레이보다 크게 형성될 수 있다. 디스플레이부(110)보다 크기가 큰 베젤 프레임(1201)이 디스플레이부(110)의 전방 또는 후방으로부터 디스플레이부(110)와 중첩됨으로써 베젤 프레임(1201)이 디스플레이부(110)의 둘레를 감싸도록 구성될 수 있다. 베젤 프레임(1201)이 디스플레이부(110)의 전방에 구비되는 경우, 베젤 프레임(1201)의 가운데에는 디스플레이부(110)가 노출될 수 있도록 개구부가 형성될 수 있다.

베젤 프레임(1201)은 본 발명의 전자 장치(100)의 내부 프레임 중 하나일 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이 전자 장치(100)의 전면 외관은 프론트 케이스(101)를 통해 형성될 수 있으며, 베젤 프레임(1201)은 상기 프론트 케이스(101)의 내측에 구비될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 베젤 프레임(1201)은 디스플레이부(110)를 구성하는 액정(LCD) 모듈의 일부일 수 있다. 이 경우, 베젤 프레임(1201)은 액정(LCD) 패널과 그 하부에 배치된 백라이트 유닛의 외곽을 지지하며 상기 액정 패널과 백라이트 유닛을 결합할 수 있다.

베젤 프레임(1201)은 필요에 따라 후술되는 광센서 모듈(120)을 구동하기 위한 인쇄회로기판과 일체로 형성될 수도 있다. 또는, 베젤 프레임(1201) 자체가 전자 장치(100)의 외관을 형성하는 케이스를 구성할 수도 있다.

상기 베젤 프레임(1201)에는 복수의 광센서 모듈(120)이 구비된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 광센서 모듈(120)은 디스플레이부(110)의 둘레를 따라 구비되며, 디스플레이부(110)를 감싸는 일종의 광센서 모듈(120) 어레이를 형성할 수 있다. 각각의 광센서 모듈(120)은 빛을 조사하고, 상기 조사된 빛이 디스플레이부(110)와 이격되게 위치한 포인터(10)로부터 반사되면 상기 반사된 빛의 광량을 검출한다.

도 1에 도시된 바와 같이 포인터(10)(10, 사용자의 손)가 디스플레이부(110)의 전방에서 복수의 광센서 모듈(120)로부터 빛이 조사되는 영역 내에 위치하면, 광센서 모듈(120)로부터 방출된 빛이 포인터(10)에 의해 반사된 후 광센서 모듈(120)에 입사될 수 있다. 반사된 빛이 입사되면, 광센서 모듈(120)은 디스플레이 모듈의 전방에 포인터(10)가 존재함을 감지할 수 있고, 동시에 반사된 빛의 광량을 기초로 포인터(10)와 디스플레이부(110) 사이의 거리를 추측할 수 있다.

제어부는 각 광센서 모듈(120)로부터 검출된 빛의 광량을 기초로 포인터(10)의 모션을 추출하고, 상기 추출된 모션에 대응되는 동작을 수행할 수 있다. 즉, 복수의 광센서 모듈(120)이 디스플레이부(110)에 근접한게 위치한 포인터(10)를 감지하면, 제어부는 상기 포인터(10)의 모션을 분석하여 각 모션에 기 지정된 동작을 수행할 수 있다. 상기 동작은 디스플레이부(110)의 출력 화면을 변경하는 동작, 전자 장치(100)로부터 출력되는 사운드를 제어하는 동작, 전자 장치(100)를 온/오프 하는 동작 등을 포함할 수 있다. 각각의 동작은 특정 모션에 대응되어 기 저장될 수 있으며, 제어부는 추출된 포인터(10)의 모션을 상기 기 저장된 모션으로부터 검색하고, 검색된 모션에 대응되는 동작을 실행할 수 있다.

하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시예들이 제어부(180) 자체로 구현될 수 있다.

소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 메모리(160)에 저장되고, 제어부(180)에 의해 실행될 수 있다.

한편, 각각의 광센서 모듈(120)은 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 발광소자(121) 및 하나의 수광소자(122)를 포함한다.

복수의 발광소자(121)는 각각 빛을 조사하며, 일종의 발광소자(121) 어레이를 구성할 수 있다. 일 예로, 발광소자(121)는 적외선(Infra Red light)을 방출하는 발광 다이오드(LED) 소자일 수 있다. 각 발광소자(121)는 베젤 프레임(1201) 상에 형성된 인쇄회로기판에 실장될 수 있고, 인쇄회로기판의 제어에 따라 디스플레이부(110)의 전방을 향해 빛을 조사할 수 있다. 각 발광소자(121)가 빛을 조사할 때, 발광소자(121)로부터 조사된 빛은 발광소자(121)의 종류에 따라 서로 다른 방사각을 가질 수 있다. 상기 방사각이 커질수록, 하나의 발광소자(121)로부터 조사되는 빛이 더 넓은 영역으로 조사될 수 있다.

수광소자(122)는 각 발광소자(121)에서 조사되어 상기 포인터(10)에 의해 반사된 빛을 수광하고, 상기 반사된 빛의 광량을 전기신호로 변환한다. 수광소자(122)는 적외선 센서, 광 다이오드(photo diode), 광 트랜지스터(photo transitor) 등을 포함할 수 있으며, 수광된 빛의 광량에 대응되는 전기신호를 생성할 수 있다. 수광소자(122) 또한 베젤 프레임(1201) 상에 형성된 인쇄회로기판에 실장될 수 있으며, 제어부와 전기적으로 연결되어 상기 전기신호를 제어부에 전달할 수 있다.

본 실시예에서, 하나의 수광소자(122)에는 복수의 발광소자(121)가 대응될 수 있으며, 서로 대응되는 하나의 수광소자(122)와 복수의 발광소자(121)가 하나의 광센서 모듈(120)을 형성할 수 있다. 전술된 바와 같이, 베젤 프레임(1201)에는 상기 광센서 모듈(120)이 복수개 구비될 수 있다. 특정 수광소자(122)에 수광되는 빛은 그 수광소자(122)와 대응되는 복수의 발광소자(121) 중 하나로부터 조사된 빛이 포인터(10)에 의해 반사된 것이라 가정될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 베젤 프레임(1201) 상에서 각 광센서 모듈(120)에 포함된 복수의 발광소자(121)는 대응되는 수광소자(122)를 감싸도록 배치될 수 있다. 이 경우 각 발광소자(121)는 수광소자(122)로부터 동일한 거리에 위치하며, 따라서 모든 발광소자(121)로부터 조사되어 반사된 빛이 수광소자(122)에 효과적으로 입사될 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이, 각 광센서 모듈(120a 등)에 포함된 복수의 발광소자(1211~1213)는 디스플레이부(110)의 둘레를 따라 일렬로 배치될 수 있다. 더 나아가, 수광소자(122) 또한 디스플레이부(110)의 둘레를 따라 상기 복수의 발광소자(1211~1213)와 일렬로 배치될 수 있다. 이 경우, 복수의 발광소자(1211~1213) 및 하나의 수광소자(122)가 모두 일렬로 배치된다. 하나의 수광소자(122)는 두 개의 발광소자 사이에 배치될 수도 있고, 또는 복수의 발광소자 중 가장자리에 위치한 발광소자의 외측에 배치될 수도 있다.

하나의 광센서 모듈(120a)에 포함된 복수의 발광소자(1211~1213) 및 하나의 수광소자(122)는 디스플레이부(110) 둘레의 일부에 일렬로 배치되고, 다른 광센서 모듈(120b)에 포함된 복수의 발광소자(1211~1213) 및 하나의 수광소자(122)는 디스플레이부(110) 둘레의 다른 일부에 일렬로 배치될 수 있다. 이 경우, 복수의 발광소자와 하나의 수광소자를 각각 포함한 복수의 광센서 모듈(120a~120d)이 연속적으로 배치되어 상기 디스플레이부(110)를 둘러싼다.

복수의 광센서 모듈에 포함된 발광소자 및 수광소자를 각각 일렬로 배치함으로써, 더 적은 수의 광센서 모듈을 이용하여 디스플레이부의 전체 영역에 빛을 조사하고 반사된 빛을 감지할 수 있다. 그 결과, 근접 센싱 기능의 구현을 위해 더 적은 수의 발광소자와 수광소자를 필요로 하게 되고, 제조 비용이 절감될 수 있다.

일 예로, 도 3에 도시된 바와 같이, 디스플레이부(110) 및 베젤 프레임(1201)은 길이방향과 너비방향을 갖는 장방형으로 이루어질 수 있으며, 각 광센서 모듈(120a 등)은 베젤 프레임(1201)의 각 모서리에 배치되는 제1 발광소자(1211), 제1 발광소자(1211)로부터 길이방향으로 이격되게 배치되는 제2 발광소자(1212) 및 제1 발광소자(1211)로부터 너비방향으로 이격되게 배치되는 제3 발광소자(1213)를 포함할 수 있다. 이 때, 각 광센서 모듈(120a 등)에 포함된 하나의 수광소자(122)는 제1 발광소자(1211) 및 제2 발광소자(1212) 사이에 배치될 수 있다.

본 실시예에서, 장방형의 베젤 프레임(1201)은 각 모서리를 포함하는 네 개의 지역영역으로 나누어질 수 있으며, 각각의 지역영역에는 하나의 광센서 모듈이 구비될 수 있다. 이 때, 각각의 광센서 모듈은 제1, 제2, 제3 및 제4 광센서 모듈(120a, 120b, 120c, 120d)로 지칭될 수 있다.

특정 광센서 모듈에 포함된 복수의 발광소자로부터 조사된 빛이 포인터에 의해 반사되어 해당 광센서 모듈의 수광소자로 입사되는 경우, 포인터는 베젤 프레임 중 해당 광센서 모듈이 배치된 지역영역의 전방에 위치한 것으로 판단될 수 있다. 즉, 베젤 프레임의 각 지역영역 당 하나의 광센서 모듈을 설치함으로써, 각 광센서 모듈에서 포인터가 감지될 때 상기 포인터의 위치를 해당 광센서 모듈이 설치된 지역영역의 위치와 매칭할 수 있다.

한편, 각 광센서 모듈에 포함된 복수의 발광소자의 개수는 각 발광소자로부터 조사되는 빛의 방사각에 따라 결정될 수 있다.

발광소자로부터 조사된 빛이 반사되어 수광소자에 입사되기 위해서는, 발광소자와 수광소자가 가까이 위치해야 한다. 이 때, 발광소자로부터 조사된 빛이 반사되어 수광소자에 입사될 수 있는 발광소자와 수광소자 사이의 최대 거리는 발광소자로부터 조사되는 빛의 방사각이 클수록 커질 수 있다. 즉, 각각의 발광소자로부터 조사되는 빛의 방사각이 클수록, 상대적으로 멀리 떨어져 있는 발광소자로부터 조사된 빛이 반사되어 수광소자에 입사될 수 있다.

예를 들어, 복수의 발광소자와 하나의 수광소자가 일렬로 배치된 경우, 각 발광소자로부터 조사되는 빛의 방사각이 크면 수광소자와 가장 멀리 떨어진 발광소자에서 조사된 빛도 반사되어 상기 수광소자에 입사될 수 있다. 반면, 각 발광소자로부터 조사되는 빛의 방사각이 작으면 수광소자와 가까이 있는 발광소자에서 조사된 빛만 반사되어 상기 수광소자에 입사될 수 있다. 즉, 각 발광소자로부터 조사되는 빛의 방사각이 클수록, 하나의 수광소자에 대응되는 발광소자의 개수가 증가될 수 있다.

도 3에서는 하나의 수광소자(122)에 3개의 발광소자가 대응되는 실시예가 도시되었지만, 각 발광소자로부터 조사되는 빛이 방사각이 더 커지면 4개 또는 5개의 발광소자가 하나의 수광소자(122)에 대응될 수 있다. 이 경우, 더 적은 수의 수광소자(122)를 이용하여 디스플레이부(110) 전체 영역에 빛을 조사하고 반사된 빛을 감지할 수 있다.

이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예와 관련된 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치(100)에 설치된 각 광센서 모듈이 동작하는 방법의 일례를 살펴보도록 한다. 도 4에는 도 3에 구비된 복수의 광센서 모듈 중 제1 광센서 모듈(120a)이 동작하는 방법의 일례가 그래프로 도시되어 있다.

일 실시예에 따르면, 각 광센서 모듈이 동작할 때, 각 광센서 모듈의 각 발광소자는 기 지정된 시간 간격으로 순차적으로 빛을 조사할 수 있다. 예를 들어, 도 3에서와 같이 하나의 광센서 모듈(120a)이 제1, 제2 및 제3 발광소자(1211, 1212, 1213)를 포함하는 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1, 제2 및 제3 발광소자(1211, 1212, 1213)는 각각 기 설정된 시간 간격으로 차례대로 빛을 조사할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제1 발광소자(1211)가 먼저 빛을 조사한 뒤 일정 시간 후에 제2 발광소자(121)가 빛을 조사하고, 일정 시간 후에 제3 발광소자(1213)가 빛을 조사할 수 있다. 제3 발광소자(1213)가 빛을 조사한 뒤 일정 시간 후에는, 다시 제1 발광소자(1211)가 빛을 조사할 수 있다. 상기 시간 간격은 사용자에 의해 기 설정될 수 있으며, 바람직하게는 수십 마이크로세컨드(㎲)일 수 있다. 이 경우, 제1 내지 제3 발광소자(1213)가 수백 마이크로세컨드(㎲) 내에 모두 한번씩 빛을 조사할 수 있다.

또한, 복수의 광센서 모듈에 각각 포함된 복수의 발광소자가 빛을 조사하는 시간 간격은 모두 동일하거나, 상이할 수 있다. 전자의 경우, 복수의 광센서 모듈 내의 발광소자들은 모두 동일한 주기로 빛을 조사할 수 있다. 후자의 경우, 복수의 광센서 모듈 내의 발광소자들은 서로 다른 주기로 빛을 조사할 수 있다.

각 발광소자는 빛을 조사한 뒤 다음 발광소자가 빛을 조사하기 전에 빛의 방출을 정지할 수 있다. 이로써, 각 발광소자가 빛을 조사할 때 다른 발광소자가 빛을 조사하지 않고 특정 순간에 하나의 광센서 모듈에서는 하나의 발광소자만 빛을 조사하도록 동작할 수 있다. 즉, 각각의 광센서 모듈에서 특정 순간에 조사된 빛은 해당 광센서 모듈에 포함된 복수의 발광소자 중 하나가 발광함으로써 조사될 수 있다.

상기와 같이 복수의 발광소자가 시간차를 두고 빛을 조사하면, 도 4에 도시된 바와 같이 서로 다른 발광소자(1211, 1212, 1213)로부터 조사되어 반사된 빛이 각각 하나의 수광소자(122)에 시간차를 두고 입사된다. 각 발광소자(1211, 1212, 1213)로부터 조사되어 반사된 빛이 입사될 때 마다, 상기 수광소자(122)는 입사된 빛의 광량을 검출할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 하나의 수광소자가 일 시점에 하나의 발광소자로부터 조사되어 반사된 빛만을 수광할 수 있으며, 빛을 수광할 때 별도의 장치 없이 수광된 빛이 어느 발광소자로부터 조사되어 반사된 빛인지를 효과적으로 구분할 수 있다. 이에 따라, 전자 장치의 구조가 단순화되고 비용이 절감될 수 있다.

이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예와 관련된 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치(100)에 설치된 복수의 광센서 모듈이 동작하는 방법의 일례를 살펴보도록 한다. 도 5에는 도 3에 구비된 제1 내지 제4 광센서 모듈(120a, 120b, 120c, 120d)이 동작하는 방법의 일례가 그래프로 도시되어 있다.

본 실시예에 따르면, 각 광센서 모듈은 기 지정된 시간 간격으로 순차적으로 동작할 수 있다. 광센서 모듈이 동작함은, 각 광센서 모듈이 빛을 조사하고 포인터에 의해 반사된 빛을 검출하는 것을 의미한다. 상기 시간 간격은 수십 마이크로세컨드(㎲)일 수 있다.

구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 각 광센서 모듈(120a, 120b, 120c, 120d)은 디스플레이부(110)를 감싸도록 배치된 순서에 따라 시계방향 또는 반시계방향으로 순차적으로 동작할 수 있다. 도 3 및 도 5를 함께 참조하면, 제1 내지 제4 광센서 모듈(120a, 120b, 120c, 120d)은 장방형 베젤 프레임(1201)의 좌측 상부부터 시계방향으로 일정 시간 간격으로 차례대로 동작할 수 있다.

특정 광센서 모듈이 동작하면, 해당 광센서 모듈에 포함된 복수의 발광소자가 기 지정된 패턴대로 발광할 수 있다. 전술된 실시예에서와 같이 복수의 발광소자가 일정한 시간 간격으로 순차적으로 빛을 조사하도록 설정된 경우, 상기 특정 광센서 모듈에서 첫번째로 빛을 조사하도록 설정된 발광소자부터 차례대로 빛을 조사할 수 있다. 상기 광센서 모듈이 동작하고 일정 시간이 지나면, 다른 광센서 모듈이 동작할 수 있다. 상기 다른 광센서 모듈 내에서도, 첫번째로 빛을 조사하도록 설정된 발광소자부터 차례대로 빛을 조사할 수 있다.

일 예로, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 광센서 모듈 내(120a)의 제1 발광소자(1211)가 빛을 조사한 뒤, 일정 시간 후 제2 광센서 모듈(120b) 내의 제1 발광소자(1211)가 빛을 조사할 수 있다. 일정 시간 후 제3 광센서 모듈(120c) 내의 제1 발광소자(1211)와 제4 광센서 모듈(120d) 내의 제1 발광소자(1211)가 차례대로 빛을 조사할 수 있다. 제1 광센서 모듈(120a) 내의 제1 발광소자(1211)가 빛을 조사하면 제1 광센서 모듈(120a) 내의 제2 및 제3 발광소자(1212, 1213)가 순차적으로 빛을 조사할 수 있으며, 제2 내지 제4 광센서 모듈(120b~120d)의 다른 발광소자들도 순차적으로 빛을 조사할 수 있다.

각 광센서 모듈에 포함된 복수의 발광소자 역시 기 지정된 시간 간격으로 순차적으로 빛을 조사하도록 설정된 경우, 각 광센서 모듈이 동작하는 시간 간격은 각 발광소자가 빛을 조사하는 시간 간격과 상이할 수 있다. 바람직하게는, 각 광센서 모듈이 동작하는 시간 간격은 각 발광소자가 빛을 조사하는 시간 간격보다 작을 수 있다. 일 예로, 각 광센서 모듈이 동작하는 시간 간격은 각 발광소자가 빛을 조사하는 시간 간격의 1/n(n은 1보다 큰 정수이며, 전자 장치에 구비된 광센서 모듈의 총 개수)일 수 있다.

이 경우, 특정 광센서 모듈에 포함된 특정 발광소자가 빛을 조사할 때, 다른 광센서 모듈은 어느 것도 빛을 조사하지 않도록 구성될 수 있다. 즉, 서로 다른 광센서 모듈 내의 발광소자들은 각각 서로 다른 시점에 빛을 조사할 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 광센서 모듈(120a) 내의 제1 발광소자(1211)가 빛을 조사할 때에는 다른 어느 발광소자도 빛을 조사하지 않도록 구성될 수 있다. 제1 광센서 모듈(120a) 내의 제2 발광소자(1212)가 빛을 조사할 때에는 제4 광센서 모듈(120d)의 제1 발광소자(1211)가 빛을 조사한 뒤인 바, 이 때에도 다른 어느 발광소자도 빛을 조사하지 않도록 구성될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 복수의 광센서 모듈이 동시다발적으로 동작하지 않고 일정한 시간 간격으로 차례대로 동작할 수 있다. 그 결과, 바람직하게는 특정 순간에 하나의 광센서 모듈만이 빛을 조사할 수 있다. 이에 따라, 복수의 광센서 모듈에서 동시다발적으로 빛이 조사됨으로써 조사된 빛이 중첩되는 현상과, 특정 광센서 모듈에서 조사된 빛이 반사되어 다른 광센서 모듈에 수광되어 검출되는 현상을 방지할 수 있다. 결과적으로 포인터의 위치 감지 정확도가 향상될 수 있다. 또한, 복수의 광센서 모듈이 동시다발적으로 동작함으로써 제어부에 과부하가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이상에서는 본 발명에 포함될 수 있는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치의 구조의 여러 가지 실시예에 대해 살펴보았다. 이하에서는, 전술된 구조로 구성된 전자 장치에서 근접 터치를 인식하기 위해 데이터를 처리하는 방법의 여러 가지 예를 도 6 내지 도 12를 참조하여 설명하도록 한다.

도 6에는 본 발명의 일 실시예와 관련된 근접 센싱 기능을 구비한 전자 장치(100)에서 포인터(10)의 위치를 디지털 데이터로서 변환하는 방법의 일례가 도시되어 있다. 또한, 도 7a 및 도 7b에는 도 6의 실시예에 따른 전자 장치(100)에서 포인터(10)의 위치에 따라 각 주기별로 데이터 프레임이 생성되는 방법의 일례가 도시되어 있다.

이하의 도면에서는, 설명의 편의를 위해 본 발명의 전자 장치(100)가 도 2의 실시예에 따라 구성된 경우가 도시되었다. 베젤 프레임(1201)의 좌측 상단에 배치된 광센서 모듈이 제1 광센서 모듈(120a)로서 지칭되고, 시계방향으로 제2 내지 제8 광센서 모듈(120b~120h)로서 지칭된다. 다만, 본 발명은 도시된 구성에 한정되지 않으며, 전술된 바와 같이 광센서 모듈의 개수 및 배치, 각 광센서 모듈 내에서 발광소자 및 수광소자의 개수 및 배치는 변경될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제어부는 기 설정된 주기마다 생성된 데이터 프레임을 기초로 디스플레이부와 이격되게 위치한 포인터의 모션 정보를 추출할 수 있다. 이 때, 상기 데이터 프레임은 각각 복수의 비트로 구성된 복수의 비트군을 포함하고, 각 비트군에는 각 광센서 모듈의 광량 데이터가 할당될 수 있다. 각 광센서 모듈의 광량 데이터는, 각 비트군에 대응되는 광센서 모듈로부터 조사되어 반사된 빛의 광량이 각 비트군의 각 비트에 매칭된 조건을 만족하는 경우 해당 비트에 1로서 할당될 수 있다.

전술된 바와 같이, 각각의 광센서 모듈로부터 방출된 빛은 디스플레이부의 전방에 위치한 포인터에 의해 반사될 수 있다. 상기 반사된 빛은 각 광센서 모듈에 포함된 수광소자로 입사되고, 수광소자는 상기 입사된 빛의 광량을 측정하고 이를 기초로 전기신호를 생성할 수 있다. 상기 전기신호는 각각의 각 광센서 모듈의 위치정보와 매칭될 수 있다. 수광소자가 반사된 빛의 광량을 나타내는 전기신호를 제어부로 전달하면, 제어부는 각 전기신호를 대응되는 광센서 모듈의 위치정보와 매칭시킬 수 있다.

광센서 모듈의 위치정보는, 디스플레이부를 구성하는 복수의 지역영역 중 해당 광센서 모듈이 배치된 지역영역일 수 있다. 이를 위해, 제어부는 디스플레이부를 복수의 지역영역으로 구획하여 인식하고, 각 광센서 모듈이 배치된 지역영역을 해당 광센서 모듈의 위치정보로서 저장할 수 있다. 상기 복수의 지역영역은 특정 지역영역의 전방에 포인터가 위치하는 경우 상기 포인터가 상기 지역영역에 포함된 광센서 모듈 내의 발광소자들 중 적어도 하나로부터 조사된 빛을 반사할 수 있도록 구획되는 것이 바람직하다.

또는, 광센서 모듈의 위치정보는 각 광센서 모듈을 나타내는 하나 이상의 좌표값일 수 있다. 더 구체적으로, 상기 위치정보는 각 광센서 모듈에 포함된 복수의 발광소자 각각에 지정될 수 있으며, 각 발광소자의 위치정보는 해당 발광소자의 위치를 나타내는 특정 좌표값일 수 있다.

제어부는 수광소자로부터 전달받은 상기 전기신호를 기초로 각 광센서 모듈과 포인터 사이의 거리(이하, 거리정보(d), 도 6 참조)를 계산할 수 있다. 통상적으로, 광센셔 모듈과 포인터 사이의 거리는 수광소자에서 측정되는 반사된 빛의 광량과 반비례 할 수 있다. 제어부는 특정 시점에 각 광센서 모듈과 포인터 사이의 거리를 계산할 때, 상기 특정 시점에 빛을 조사한 발광소자와 수광소자 사이의 거리를 이용할 수 있다.

이 때, 제어부는 일정한 주기별로 각 광센서 모듈과 포인터 사이의 거리정보를 획득할 수 있다. 베젤 프레임에 구비된 복수의 광센서 모듈이 한번씩 동작하여 모든 광센서 모듈과 포인터 사이의 거리정보가 획득될 때, 하나의 주기가 완성될 수 있다.

예를 들어, 도 7a에 도시된 바와 같이 사용자가 포인터(10)를 디스플레이부(110)의 하단에서 상단으로 움직이는 수평 이동 모션을 수행하는 동안, 베젤 프레임(1201)에 구비된 모든 광센서 모듈이 한번씩 동작하여 포인터(10)와의 거리정보(d)를 획득하는 주기가 j번(j는 1보다 큰 정수) 반복될 수 있다. 각 주기 별로, 각각의 광센서 모듈과 포인터(10) 사이의 거리정보(d)가 모두 획득될 수 있다.

각 주기별로 획득된 각 광센서 모듈에 대한 거리정보는 일련의 비트열로 구성된 데이터 프레임으로 디지털화되어 저장될 수 있다. 각 데이터 프레임은 복수의 비트군을 포함할 수 있고, 각 비트군은 복수의 비트로 구성될 수 있다. 일 예로, 도 7b에 도시된 바와 같이, 각 데이터 프레임은 n개의 비트군을 포함할 수 있고, 각 비트군은 2개의 비트로 구성될 수 있다. 상기 데이터 프레임은 시작 플레그와 종료 플래그를 포함할 수도 있고, 포함하지 않을 수도 있다. 일 주기는 수백 마이크로세컨드(㎲)일 수 있으며, 그 결과 일초당 수백~수천의 데이터 프레임이 획득될 수 있다.

이 때, 상기 데이터 프레임은 전술된 바와 같이 각 주기마다 생성될 수 있다. 하나의 데이터 프레임에는 해당 주기의 시점에 베젤 프레임에 구비된 모든 광센서 모듈과 포인터 사이의 거리정보가 모두 포함될 수 있다.

구체적으로, 도 7b에 도시된 바와 같이, 제어부는 각 광센서 모듈의 거리정보(d)를 디지털화된 데이터로 변환하기 위해, 각 광센서 모듈에 하나의 비트군을 할당할 수 있다. 예를 들어, 제1 광센서 모듈(120a)에는 제1 비트군이 할당되고, 제2 광센서 모듈(120b)에는 제2 비트군이 할당될 수 있다. 또한, 제6 광센서 모듈(120f)에는 제6 비트군이 할당될 수 있다. 각 광센서 모듈에 할당된 비트군은, 각 광센서 모듈의 위치정보와 매칭될 수 있다.

각 비트군을 구성하는 각 비트에는, 1 또는 0이 광량 데이터로서 할당될 수 있다. 데이터 할당을 위해, 각 비트군의 각 비트에는 특정한 조건이 매칭될 수 있다. 이 때, 각 광센서 모듈로부터 조사되어 반사된 빛의 광량이 각 비트에 매칭된 조건을 만족하는 경우 해당 비트에 광량 데이터가 1로서 할당될 수 있다.

일 예로, 도 6에 도시된 바와 같이, 각 비트의 비트값은 해당 광센서 모듈에서 획득된 거리정보(d)의 크기에 따라 결정될 수 있다. 특정 광센서 모듈에서 획득된 거리정보(d)의 크기가 기 설정된 값보다 큰 경우, 해당 광센서 모듈에 할당된 비트군의 특정 비트는 0 값을 가질 수 있다. 반대로, 특정 광센서 모듈에서 획득된 거리정보(d)의 크기가 기 설정된 값보다 작거나 같은 경우, 해당 해당 광센서 모듈에 할당된 비트군의 특정 비트는 1 값을 가질 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 기 설정된 값은 '임계거리'로 지칭될 수 있다. 임계거리는, 근접터치로서 감지되는 포인터(10)와 디스플레이부(110) 사이의 최대 거리를 의미한다. 즉, 포인터(10)가 디스플레이부(110)로부터 임계거리 내에 위치하면 근접터치로서 감지되지만, 임계거리 바깥에 위치하면 터치로서 감지되지 않는다.

일 실시예에 따르면, 각 비트군의 각 비트는 각 광센서 모듈에 포함된 각 발광소자에 대응될 수 있다. 즉, 각 비트군의 각 비트는 상기 비트군과 대응되는 광센서 모듈에 포함된 각 발광소자와 일대일로 대응될 수 있다. 이 경우, 각 발광소자로부터 조사되어 반사된 빛의 광량이 임계치 이상인 경우 해당 비트에 광량 데이터가 1로서 할당될 수 있다. 예를 들어, 특정 발광소자의 거리정보가 상기 임계거리보다 작거나 같은 경우, 상기 발광소자에 대응되는 비트는 1 값을 가질 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 도 7b에 도시된 바와 같이, 각 광센서 모듈의 발광소자와 각 비트군의 비트가 일대일로 대응되지 않을 수 있다. 이 경우, 각 광센서 모듈에 포함된 하나 이상의 발광소자로부터 조사되어 반사된 빛의 광량이 각 비트에 매칭된 조건을 만족하는 경우 해당 비트에 광량 데이터가 1로서 할당될 수 있다. 이 때, 상기 조건은 두 개 이상의 발광소자로부터 조사되어 반사된 빛의 광량이 대한 조건을 함께 포함할 수 있다.

예를 들어, 각 광센서 모듈에 제1 내지 제3 발광소자(1211~1213)가 포함된 경우(도 2 참조), 각 비트군에 포함된 2개의 비트 중 하나에는 제1 및 제2 발광소자(1211, 1212)에 대한 거리정보(d)가 모두 임계거리보다 작거나 같은 경우에만 광량 데이터가 1로서 할당될 수 있다. 다른 하나의 비트에는 제2 및 제3 발광소자(1212, 1213)에 대한 거리정보(d)가 모두 임계거리보다 작거나 같은 경우에만 광량 데이터가 1로서 할당될 수 있다.

도 7b에 도시된 바와 같이, 각 데이터 프레임의 비트패턴은 1과 0으로 구성될 수 있으며, 새로운 주기마다 새로운 비트패턴이 형성된 데이터 프레임이 생성될 수 있다. 각 광센서 모듈로부터 조사되는 빛을 반사시키는 포인터(10)의 존재여부, 위치, 형상 등이 변경되는 순간, 데이터 프레임의 비트패턴이 변경될 수 있다.

구체적으로, 포인터(10)가 도 7a에 도시된 바와 같이 디스플레이부(110)의 하단에서 상단으로 수평 이동하는 모션을 수행할 수 있다. 이 경우, 도 7b에 도시된 바와 같이, 포인터(10)가 디스플레이부(110)의 하단의 전방에 위치할 때에 대응되는 1 내지 3주기 데이터 프레임 내에는 제6 광센서 모듈(120f)에 대응되는 비트군의 비트값이 1로서 할당될 수 있다. 포인터(10)가 디스플레이부(110)의 상단으로 점점 이동함에 따라 이후의 주기에서 생성되는 데이터 프레임의 비트패턴이 변경될 수 있으며, 포인터(10)가 디스플레이부(110)의 상단의 전방에 위치할 때에 대응되는 j주기 데이터 프레임에서는 제2 광센서 모듈(120b)에 대응되는 비트군의 비트값이 1로서 할당될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 각 주기별로 생성된 복수의 데이터 프레임 내의 비트군의 비트패턴을 통해 각 광센서 모듈의 전방에 위치하는 포인터가 근접터치로서 감지되는지 여부를 시간에 따라 나타낼 수 있다. 즉, 각각의 비트군은 각각의 광센서 모듈과 연계되고, 각각의 광센서 모듈은 디스플레이부 둘레에서 특정 위치에 구비되는 바, 특정 주기의 데이터 프레임에 형성된 비트패턴은 포인터가 디스플레이부 중 어느 부분의 전방에서 근접터치로서 유효하게 인식되었는지를 제어부에 알려줄 수 있다.

도 8에는 도 7a 및 도 7b의 실시예에 따라 획득된 데이터 프레임을 이용하여 포인터(10)의 수평 이동 모션을 추출하는 방법의 일례가 도시되어 있다.

일 실시예에 따르면, 제어부는 각 주기별로 생성된 데이터 프레임 중 상기 광량 데이터가 1로서 할당된 비트를 시간에 따라 추적하고, 상기 추적된 비트가 속하는 비트군에 대응되는 광센서 모듈의 위치정보를 이용하여 상기 포인터의 이동 경로를 추출할 수 있다.

제어부는, 각 주기별로 획득된 데이터 프레임을 이용하여, 포인터의 수평 이동 경로를 추출할 수 있다. 포인터의 수평 이동 경로는 포인터가 디스플레이부와 이격된 상태에서 포인터가 상하, 좌우 또는 대각선으로 이동하거나, 특정 모양의 궤적을 따라 이동하는 모션이다. 상기 포인터의 수평 이동 경로는 상기 포인터가 디스플레이부로부터 임계거리 내에 위치하여 이동할 때 감지될 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 제어부는 복수의 데이터 프레임을 시간순으로 나열하여 어레이화하고, 각각의 데이터 프레임에 형성된 비트패턴을 확인할 수 있다. 그리고 나서, 각 비트패턴을 비교하여 포인터의 수평 이동 경로를 추출할 수 있다. 구체적으로, 제어부는 복수의 데이터 프레임의 비트패턴을 비교하여, 상기 복수의 데이터 프레임 중 1이 할당된 비트를 시간에 따라 추적할 수 있다. 비트패턴 중 1은 해당 비트가 포함된 비트군과 대응되는 광센서 모듈의 전방에서 포인터가 감지되었음을 나타낸다. 따라서, 1이 할당된 비트를 추적하면 포인터의 수평 이동 경로를 추출할 수 있다.

이를 위해, 제어부는 각각의 데이터 프레임에서 1의 값을 갖는 비트가 포함된 비트군에 매칭된 광센서 모듈의 위치정보를 추출하고, 이를 통해 해당 데이터 프레임이 획득된 때 포인터의 위치를 예상할 수 있다. 제어부는 각각의 데이터 프레임이 획득된 시점과 해당 데이터 프레임에 대응되는 포인터의 위치를 연계하여, 포인터의 수평 이동 경로를 추출할 수 있다.

예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 제어부는 도 7b에 형성된 데이터 프레임 어레이에서 각 데이터 프레임 중 광량 데이터가 1로서 할당된 비트를 추적할 수 있다. 도 8에서는 각 데이터 프레임에서 추적된 비트와, 각 추적된 비트에 대응되는 광센서 모듈이 표시되었다.

도 8에 도시된 바와 같이, 1내지 3주기 데이터 프레임에서 추적된 비트에는 제6 광센서 모듈(120f)이 대응될 수 있다. 이후의 주기에 생성된 데이터 프레임, 즉 j주기 데이터 프레임에서 추적된 비트에는 제2 광센서 모듈(120b)이 대응될 수 있다. 따라서, 제어부는 시간에 따라 포인터가 제6 광센서 모듈(120f)의 위치로부터 제2 광센서 모듈(120b)의 위치로 이동하였다고 판단할 수 있다. 결과적으로, 제어부는 디스플레이부의 하단에서 상단으로 이동하는 포인터의 모션을 추출할 수 있다.

제어부는 상기와 같이 추출된 포인터의 수평 이동 경로가 기 저장된 모션과 일치하면, 상기 모션에 지정된 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이 추출된 모션이 상하 이동 모션에 해당되는 경우, 제어부는 디스플레이부의 화면이 전환되도록 제어할 수 있다. 이를 통해, 제어부는 디스플레이부의 전방에서 수행되는 포인터의 동작을 근접 터치로서 감지하고, 그에 따라 근접 센싱 장치의 동작을 제어할 수 있다.

한편, 도 9에는 도 7a 및 도 7b의 실시예에 따라 획득된 데이터 프레임을 이용하여 포인터의 수평 이동 모션을 추출하는 방법의 다른 예가 도시되어 있다. 또한, 도 10a 및 도 10b에는 후술되는 비트블록의 다양한 예가 도시되어 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제어부는 각 주기별로 생성된 데이터 프레임 중 연속된 복수의 비트로 구성된 비트블록에 할당된 광량 데이터를 검사함으로써 포인터의 이동 경로를 추출할 수 있다. 비트블록은 특정 개수의 비트에 대응되는 길이를 갖는 일종의 패턴검출수단으로서, 데이터 프레임 내에서 비트 단위로 그 위치가 변경될 수 있다.

구체적으로, 제어부는 검사된 복수의 비트블록 중 적어도 하나의 1을 포함하고, 두 번 이상 반복되는 비트패턴이 형성된 비트블록을 시간에 따라 추적할 수 있다. 그리고, 상기 추적된 비트블록의 적어도 일부가 속하는 비트군에 대응되는 광센서 모듈의 위치정보를 이용하여 상기 디스플레이부에 대한 상기 포인터의 이동 경로를 추출할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 비트블록의 크기는 임의로 설정될 수 있다. 비트블록은 1개의 비트의 길이를 가질 수도 있고, 또는 복수개의 비트의 길이를 가질 수도 있다. 예를 들어, 도 9 및 도 10a에 도시된 바와 같이, 제어부는 6개의 비트의 길이를 가진 비트블록(B)을 설정할 수 있다. 또는, 도 10b에 도시된 바와 같이 제어부는 3개의 비트의 길이를 가진 비트블록(B)을 설정할 수도 있다. 다른 실시예에 따르면, 비트블록(B)의 크기는 포인터의 크기를 기초로 결정될 수 있다. 이에 대해서는 상세히 후술하도록 한다.

도 9에 도시된 바와 같이, 각 주기별로 복수의 데이터 프레임이 생성됨에 따라, 각 데이터 프레임 내에서 비트블록(B)의 위치가 변경될 수 있다. 상기 비트블록(B)의 위치는 데이터 프레임 내에서 기 설정된 주기마다 비트 단위로 변경될 수 있다. 이 때, 비트블록(B)의 위치가 변경되는 주기는 데이터 프레임이 생성되는 주기와 동일할 수도 있고, 데이터 프레임이 생성되는 주기보다 작을 수도 있다.

비트블록의 위치가 변경되는 주기가 데이터 프레임이 생성되는 주기와 동일한 경우, 데이터 프레임 하나가 생성될 때 마다 비트블록의 위치가 비트 하나만큼 변경될 수 있다. 따라서, 도 10a에 도시된 바와 같이 각 데이터 프레임에서 비트블록(B)의 위치가 비트 하나 단위로 변경될 수 있다.

비트블록의 위치가 변경되는 주기가 데이터 프레임이 생성되는 주기보다 작은 경우, 데이터 프레임 하나가 생성될 때 마다 비트블록의 위치가 복수의 비트만큼 변경된다. 그 결과, 도 9 및 도 10b에 도시된 바와 같이 각 데이터 프레임에서 비트블록(B)의 위치가 복수의 비트 단위로 변경될 수 있다. 만약 비트블록(B)의 위치가 변경되는 주기가 데이터 프레임이 생성되는 주기의 1/4인 경우, 도 9에 도시된 바와 같이 각 데이터 프레임에서 비트블록(B)의 위치는 4개의 비트 단위로 변경될 수 있다. 만약 비트블록(B)의 위치가 변경되는 주기가 데이터 프레임이 생성되는 주기의 1/3인 경우, 도 10b에 도시된 바와 같이 각 데이터 프레임에서 비트블록(B)의 위치가 3개의 비트 단위로 변경될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 비트블록의 위치는 데이터 프레임 내에서 일정한 방향으로 변경될 수 있다. 예를 들어, 도 9 내지 도 10b에 도시된 바와 같이, 비트블록(B)의 위치는 데이터 프레임 내에서 항상 오른쪽으로 변경될 수 있다.

더 나아가, 도 9의 4주기 데이터 프레임과 같이, 비트블록(B)을 구성하는 복수의 비트 중 일부는 데이터 프레임의 끝부분에 위치하고 나머지는 동일한 데이터 프레임의 첫부분에 위치할 수 있다. 즉, 어느 시점에서 데이터 프레임 내 비트블록(B)은 마치 데이터 프레임이 원형으로 연결된 것처럼 동일한 데이터 프레임의 처음과 끝에 나누어져 형성될 수 있다.

제어부는 각 데이터 프레임을 구성하는 모든 비트에 할당된 광량 데이터를 확인하는 대신, 각 데이터 프레임 내에서 비트블록에 할당된 데이터만을 확인할 수 있다. 이를 통해, 제어부의 동작 시 과부하를 줄이고 메모리를 절약할 수 있다. 동시에, 상기 비트블록을 각 데이터 프레임에서 서로 다른 위치에 형성함으로써, 데이터 프레임 내 서로 다른 비트에 형성된 비트패턴을 골고루 확인할 수 있다. 즉, 데이터 프레임 내에서 비트블록의 위치가 변경됨에 따라, 각 주기별 데이터 프레임에서 서로 다른 광센서 모듈의 광량 데이터를 확인할 수 있다.

제어부는 각 주기별로 생성된 데이터 프레임 내의 비트블록 중, 특정 조건을 만족하는 비트블록을 시간에 따라 추적함으로써 포인터의 수평 이동 경로를 추출할 수 있다.

구체적으로, 제어부는 각 주기별로 생성된 복수의 데이터 프레임을 시간순으로 나열하여 어레이화하고, 각각의 데이터 프레임의 비트블록에 형성된 비트패턴을 확인할 수 있다. 그리고 나서, 각 비트블록의 비트패턴을 비교하여, 적어도 하나의 1의 값을 포함하되, 두 번 이상 반복되는 비트패턴을 유의미한 비트패턴으로서 인식할 수 있다. 이 때, 상기 유의미한 비트패턴은 적어도 해당 비트블록에 포함된 비트에 대응되는 적어도 하나의 광센서 모듈 전방에 포인터가 위치함을 나타낸다.

예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 제어부는 각 주기의 데이터 프레임의 비트블록(B)에 형성된 비트패턴을 확인할 수 있다. 여러 배트패턴 중, 적어도 하나의 1의 값을 포함하는 비트패턴이 형성된 비트블록(B)은 3주기, 4주기, i주기 및 j주기 데이터 프레임에 형성된다. 이 중, 동일한 비트패턴이 반복되는 비트블록(B)은 3주기 및 j주기 데이터 프레임에 형성된다. 따라서, 제어부는 3주기 및 j주기 데이터 프레임의 비트블록(B1)에 형성된 비트패턴("001110")을 유의미한 비트패턴으로서 인식할 수 있다.

상기와 같이 유의미한 비트패턴을 인식하면, 제어부는 복수의 데이터 프레임에 각각 형성된 복수의 비트블록 중 상기 유의미한 비트패턴을 갖는 비트블록(B1)을 시간에 따라 추적할 수 있다. 즉, 도 9에서 j주기 이후에 생성된 데이터 프레임에서 상기 유의미한 비트패턴("001110")을 갖는 비트블록(B1)을 계속하여 추적할 수 있다.

그리고 나서, 제어부는 상기 유의미한 비트패턴을 갖는 비트블록이 포함된 각각의 데이터 프레임에서, 해당 비트블록에 포함된 비트에 대응되는 광센서 모듈의 위치정보를 추출할 수 있다. 제어부는 상기 매칭된 광센서 모듈의 위치정보를 통해, 해당 데이터 프레임이 획득된 때 포인터의 위치를 추출할 수 있다. 즉, 유의미한 비트패턴을 갖는 비트블록이 형성된 데이터 프레임의 생성 시점과, 해당 데이터 프레임에서 포인터의 위치를 연계함으로써 포인터의 수평 이동 경로를 추출할 수 있다.

예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 3주기 데이터 프레임의 비트블록(B1) 내의 비트에는 제5 내지 제7 광센서 모듈이 대응될 수 있다. 또한, j주기 데이터 프레임의 비트블록(B1) 내의 비트블록에는 제1 내지 제3 광센서 모듈이 대응될 수 있다. 따라서, 제어부는 시간에 따라 포인터(10)가 디스플레이부(110)의 하단으로부터 디스플레이부(110)의 상단으로 이동하였음을 알 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어부는 포인터의 수평 이동 모션뿐만 아니라, 포인터의 크기 변화 및 포인터의 수직 이동 모션도 감지할 수 있다.

포인터가 사람의 손인 경우, 포인터의 크기 변화는 손의 모양이나 배치의 변화일 수 있다. 예를 들어, 주먹을 쥔 손을 펼치는 동작이나 그 반대의 동작일 수 있다. 포인터의 수직 이동 모션은 디스플레이부와 포인터 사이의 거리가 변경되는 이동 모션일 수 있다. 상기 포인터의 수직 이동 경로는 상기 포인터가 디스플레이부로부터 임계거리 내에 위치하여 이동할 때 감지될 수 있다.

도 11에는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치(100)에서 포인터(10)의 크기 변화를 감지하기 위한 데이터 프레임 처리 방법의 일례가 도시되어 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, 제어부는 포인터(10)의 크기에 따라 비트블록(B)을 구성하는 비트의 개수를 변경할 수 있다. 이를 위해, 제어부는 하나 이상의 광센서 모듈로부터 조사되어 반사된 빛의 광량을 기초로 포인터(10)의 크기를 산출하고, 상기 산출된 크기에 따라 상기 비트블록(B)을 구성하는 비트의 개수를 변경할 수 있다.

구체적으로, 제어부는 각 광센서 모듈에 포함된 각 발광소자에 대한 거리정보(d, 도 6 참조)와 각 발광소자의 위치정보를 이용하여, 각 시점에서 포인터의 위치정보를 계산할 수 있다. 이 경우, 제어부는 적어도 세 개의 발광소자에 대한 위치정보를 이용하여 포인터의 위치정보를 계산할 수 있으며, 포인터의 위치정보는 (x, y, z)의 좌표값으로 표시될 수 있다. 상기 좌표값 중 z값은 포인터가 디스플레이부로부터 이격된 거리를 나타내고, x, y값은 디스플레이부의 평면 상에서의 포인터의 위치를 나타낼 수 있다. 상기 z 값이 임계거리보다 클 때에만, 상기 포인터가 근접 터치로서 인식될 수 있다.

일 예로, 상기와 같은 포인터의 위치정보는 각각의 광센서 모듈에 대해 대해 계산될 수 있다. 이를 위해서는, 각각의 광센서 모듈이 적어도 세 개의 발광소자를 포함하여 구성될 수 있다. 본 발명의 근접 센싱 장치는 복수의 광센서 모듈을 포함하는 바, 제어부는 각 광센서 모듈로부터 계산된 복수의 포인터 위치정보를 획득할 수 있다.

제어부는 상기 복수의 포인터 위치정보를 이용하여, 포인터의 크기를 계산할 수 있다. 전술된 바와 같이, 특정 포인터 위치정보의 z값이 임계거리보다 크면, 제어부는 상기 포인터 위치정보에 대응되는 위치에는 포인터가 존재하지 않는다고 판단할 수 있다. 제어부는 복수의 포인터 위치정보의 각각의 z값을 확인하고, z값이 임계거리보다 같거나 작은 포인터 위치정보만을 선별할 수 있다. 상기 선별된 포인터 위치정보의 개수와, 각 포인터 위치정보의 x, y값을 기초로 제어부는 포인터의 개략적인 크기를 산출할 수 있다. 이 때, 포인터의 크기 계산을 위해 각 포인터 위치정보의 x, y값의 차이가 이용될 수 있다.

상기와 같이 포인터의 개략적인 크기가 산출되면, 제어부는 산출된 포인터의 크기에 따라 비트블록의 크기를 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 11의 상부에 도시된 바와 같이 포인터(10)가 손가락인 경우, 비트블록(B)은 2비트의 길이에 대응되는 크기로 결정될 수 있다. 만약 도 11의 하부에 도시된 바와 같이 사용자가 손바닥을 핌으로써 포인터(10)가 손바닥으로 변경되면, 비트블록(B)은 6비트의 길이에 대응되는 크기로 변경될 수 있다.

한편, 도 12에는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치(100)에서 포인터(10)의 수직 이동 모션이 감지되는 방법의 일례가 도시되어 있다.

도 12에 도시된 바와 같이, 제어부는 각 주기별로 생성된 데이터 프레임 중 연속된 복수의 비트로 구성된 비트블록(B)에 할당된 광량 데이터를 검사하여 포인터(10)의 수직 이동 모션을 감지할 수 있다. 이 때, 도 9에서와는 달리, 제어부는 검사된 복수의 비트블록(B) 중 적어도 하나의 1을 포함하는 비트패턴이 형성된 비트블록(B)을 모두 시간에 따라 추적하되, 상기 추적된 비트블록(B)에 형성된 비트패턴 내 1의 개수가 시간에 따라 증가 또는 감소될 때 상기 디스플레이부(110)에 대한 포인터(10)의 수직 이동 경로를 추출할 수 있다.

구체적으로, 제어부는 먼저 산출된 포인터(10)의 크기를 기초로 비트블록(B)의 크기를 결정할 수 있다. 도 12에서는 포인터(10)가 손바닥인 바, 비트블록(B)의 크기가 6개의 비트의 길이로 결정되었다.

임계거리 내에서 포인터(10)가 디스플레이부(110)에 대해 수직으로 이동하는 경우, 각 광센서 모듈에서 계산된 포인터(10) 위치정보의 z값이 변경될 수 있다. 반면, 포인터(10)의 크기는 변하지 않으므로, 각 광센서 모듈에서 계산된 포인터(10) 위치정보의 x, y값의 차이는 변경되지 않는다. 따라서, 제어부는 비트블록(B)의 크기를 그대로 유지할 수 있다.

한편, 임계거리 내에서 포인터의 크기가 변경되는 경우에는, 포인터가 수직으로 이동할 때와는 반대로 각 광센서 모듈에서 산출된 포인터 위치정보의 z값은 변경되지 않고, x, y값의 차이는 변경될 수 있다. 이 경우, 상기 x, y값의 차이의 변화에 따라 제어부는 포인터의 크기가 변경되었음을 감지할 수 있다. 포인터의 크기 변화가 감지되면, 제어부는 x, y값의 차이의 변화에 따라 비트블록의 길이를 변경할 수 있다.

도 12에 도시된 바와 같이, 포인터(10)가 디스플레이부(110)에 대해 수직으로 이동함으로써 포인터(10)와 각 광센서 모듈에 포함된 각 발광소자 사이의 거리가 변경되면, 동일한 크기의 비트블록(B) 내에 형성되는 비트패턴이 변경될 수 있다.

구체적으로, 포인터(10)와 디스플레이부(110) 사이의 거리가 크면, 포인터(10)의 경계 부분에서는 포인터(10)의 중심에서보다 더 적은 빛이 반사될 수 있다. 그 결과, 포인터(10)와 디스플레이부(110) 사이의 거리가 커지면, 포인터(10)의 중심부는 근접 터치로서 인식될 수 있는 충분한 양의 빛을 반사함에도 불구하고 포인터(10)의 경계부분은 근접 터치로서 인식될 수 있는 양의 빛을 반사하지 못할 수 있다. 이 경우, 도 12의 상부에 도시된 바와 같이, 포인터(10)의 중심부에 대응되는 비트에는 광량 데이터가 1로서 할당되지만, 포인터(10)가 중심부에 경계부분에 대응되는 비트에는 광량 데이터가 0으로서 할당될 수 있다.

반면, 포인터(10)의 크기가 변하지 않더라도 포인터(10)와 디스플레이부(110) 사이의 거리가 작아지면 포인터(10)의 경계부분에서 더 많은 빛이 반사될 수 있다. 이에 따라, 도 12의 하부에 도시된 바와 같이, 포인터(10)의 경계부분에 대응되는 비트에도 광량 데이터가 1로서 할당될 수 있다.

즉, 포인터(10)의 크기가 실질적으로 변경되지 않음에도 불구하고 포인터(10)와 디스플레이부(110) 사이의 거리에 따라서 하나의 데이터 프레임 내에서 광량 데이터가 1로서 할당되는 비트의 수가 변경될 수 있다. 구체적으로, 포인터(10)와 디스플레이부(110) 사이의 거리가 가까워지면 동일한 비트블록(B)에 포함되는 비트패턴이 1의 값을 더 많이 포함하도록 변경될 수 있다. 이와 반대로, 포인터(10)와 디스플레이부(110) 사이의 거리가 멀어지면 동일한 비트블록(B) 내에 형성되는 비트패턴이 0의 값을 더 많이 포함하게 될 수 있다.

도 12에 도시된 바와 같이, 제어부는 각 주기별 데이터 프레임 내 비트블록(B)에 형성된 비트패턴을 확인하고, 이 중 적어도 하나의 1을 포함하는 비트패턴이 형성된 비트블록(B2)을 시간에 따라 추적할 수 있다. 제어부는 적어도 하나의 1을 포함하는 비트패턴이 형성된 비트블록(B2)을 추적하면서, 상기 추적된 비트블록(B2) 내 비트패턴의 변화를 검사할 수 있다.

도시된 바와 같이 상기 추적된 비트블록(B2)의 비트패턴이 1의 값을 더 많이 포함하도록 변경되면, 제어부는 포인터(10)가 디스플레이부(110)를 향해 수직으로 이동하였다고 판단할 수 있다. 반대로, 상기 추적된 비트패턴이 1의 값을 더 적게 포함하도록 변경되면, 제어부는 포인터(10)가 디스플레이부(110)로부터 더 멀리 수직으로 이동하였다고 판단할 수 있다. 상기와 같이 적어도 하나의 1을 포함하는 비트블록(B2)의 비트패턴 변화를 추적함으로써, 시간에 따른 포인터(10)의 수직 이동 경로가 추출될 수 있다.

한편, 도 11에 도시된 바와 같이, 포인터(10)가 디스플레이부(110)에 대해 수직으로 이동하지 않는 경우에도 포인터(10)의 크기 변경에 의해 하나의 데이터 프레임 내에서 광량 데이터가 1로서 할당되는 비트의 수가 변경될 수 있다. 포인터의 크기가 클수록, 더 많은 발광소자에서 방출된 빛이 포인터에 의해 반사되기 때문에 광량 데이터가 1로서 할당된 비트가 증가될수 있다. 이는 포인터의 크기 변화 없이 포인터가 디스플레이부를 향해 수직으로 이동하는 경우의 비트패턴 변화와 유사할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제어부는 포인터의 크기가 변경되는 경우의 시간에 따른 데이터 프레임 내 비트패턴의 변화와, 포인터가 디스플레이부에 대해 수직으로 이동하는 경우의 비트패턴의 변화를 구별할 수 있다.

일 예로, 제어부는 각 광센서 모듈에서 산출된 포인터 위치정보의 좌표값 변화를 이용하여 포인터의 크기 변화와 수직 이동 모션을 구별할 수 있다.

전술된 바와 같이, 임계거리 내에서 포인터가 디스플레이부에 대해 수직으로 이동하는 경우에는, 각 광센서 모듈에서 계산된 포인터위치정보의 z값만이 변경되지만 포인터 위치정보의 x, y값의 차이는 변경되지 않는다. 반면, 따라서, 임계거리 내에서 포인터의 크기가 변경되는 경우에는, 각 광센서 모듈에서 산출된 포인터 위치정보의 z값은 변경되지 않고, x, y값의 차이는 변경될 수 있다. 제어부는 전자의 경우에는 데이터 프레임 내 비트패턴의 변화를 포인터의 수직 이동 모션으로서 감지하고, 후자의 경우에는 데이터 프레임 내 비트패턴의 변화를 포인터의 크기 변화로서 감지할 수 있다.

다른 예로, 데이터 프레임 내 비트패턴의 변화가 비트블록의 크기 변화와 함께 발생하는 경우에는, 제어부는 비트패턴의 변화가 발생하였음에도 불구하고 포인터의 수직 이동 모션은 발생하지 않은 것으로 판단할 수 있다.

또 다른 예로, 제어부는 비트블록에 포함된 비트패턴 중 1의 값을 갖는 비트의 비율이 기 설정된 임계치 이상이 될 때에만 비트블록의 수직 이동 모션이 발생한 것으로 판단할 수 있다.

예를 들어, 도 12에서와 같이 비트블록(B)의 크기가 6개 비트의 길이를 가질 수 있다. 이 경우, 제어부는 적어도 하나의 1을 포함하는 비트패턴이 형성된 비트블록(B2) 중 1이 80% 이상일 때, 즉 상기 비트블록(B2) 내에서 1의 값을 갖는 비트가 5개 또는 6개일 때에만 상기 비트패턴의 변화를 포인터(10)의 수직 이동으로서 감지할 수 있다. 상기 비트블록(B2) 내 비트패턴이 변화하더라도 1의 값을 갖는 비트가 4개 이하에 머무른다면, 제어부는 포인터(10)의 수직 이동은 발생하지 않은 것으로 판단할 수 있다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.

따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

100: 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치
110: 디스플레이부 1201: 베젤 프레임
120, 120a~120h: 광센서 모듈 121, 1211, 1212, 1213: 발광소자
122: 수광소자 10: 포인터

Claims

디스플레이부;
상기 디스플레이부의 둘레를 감싸는 베젤 프레임;
상기 디스플레이부의 둘레를 따라 상기 베젤 프레임에 구비되고, 빛을 조사하고 상기 디스플레이부와 이격되게 위치한 포인터로부터 반사된 빛의 광량을 각각 검출하는 복수의 광센서 모듈; 및
각 광센서 모듈로부터 검출된 빛의 광량을 기초로 상기 포인터의 모션을 추출하고, 상기 추출된 모션에 대응되는 동작을 수행하는 제어부를 포함하되,
상기 각 광센서 모듈은
각각 빛을 조사하는 복수의 발광소자로 구성된 발광소자 어레이; 및
각 발광소자에서 조사되어 상기 포인터에 의해 반사된 빛을 수광하고, 상기 반사된 빛의 광량을 전기신호로 변환하는 하나의 수광소자를 포함하는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 각 광센서 모듈에 포함된 복수의 발광소자는 상기 디스플레이부의 둘레를 따라 일렬로 배치되는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 수광소자는 상기 디스플레이부의 둘레를 따라 상기 복수의 발광소자와 일렬로 배치되는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 디스플레이부 및 상기 베젤 프레임은 길이방향과 너비방향을 갖는 장방형으로 이루어지며,
상기 각 광센서 모듈은 상기 베젤 프레임의 각 모서리에 배치되는 제1 발광소자, 상기 제1 발광소자로부터 길이방향으로 이격되게 배치되는 제2 발광소자 및 상기 제1 발광소자로부터 너비방향으로 이격되게 배치되는 제3 발광소자를 포함하고,
상기 각 광센서 모듈에 포함된 수광소자는 상기 제1 발광소자와 상기 제2 발광소자 사이에 배치되는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 각 광센서 모듈에 포함된 복수의 발광소자는 상기 수광소자를 감싸도록 배치되는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 각 광센서 모듈에 포함된 복수의 발광소자의 개수는 상기 각 발광소자로부터 조사되는 빛의 방사각에 따라 결정되는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 각 광센서 모듈이 동작할 때, 상기 각 광센서 모듈의 각 발광소자는 기 지정된 시간 간격으로 순차적으로 빛을 조사하는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 각 광센서 모듈은 기 지정된 시간 간격으로 순차적으로 동작하는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 각 광센서 모듈은 상기 디스플레이부를 감싸도록 배치된 순서에 따라 시계방향 또는 반시계방향으로 순차적으로 동작하는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 포인터의 모션은 상기 포인터의 수평 이동, 수직 이동 및 상기 포인터의 크기 변화 중 적어도 하나를 포함하는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는 기 설정된 주기마다 생성된 데이터 프레임을 기초로 상기 포인터의 모션 정보를 추출하되,
상기 데이터 프레임은 각각 복수의 비트로 구성된 복수의 비트군을 포함하고,
각 비트군에는 상기 각 광센서 모듈의 광량 데이터가 할당되며,
상기 광량 데이터는 상기 각 비트군에 대응되는 광센서 모듈로부터 조사되어 반사된 빛의 광량이 상기 각 비트군의 각 비트에 매칭된 조건을 만족하는 경우 해당 비트에 1로서 할당되는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 각 비트군의 각 비트는 상기 각 비트군에 대응되는 광센서 모듈의 각 발광소자에 매칭되고,
상기 광량 데이터는 상기 각 발광소자에서 조사되어 반사된 빛의 광량이 기 설정된 임계치 이상인 경우 매칭된 비트에 1로서 할당되는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 제어부는
각 주기별로 생성된 데이터 프레임 중 상기 광량 데이터가 1로서 할당된 비트를 시간에 따라 추적하고,
상기 추적된 비트가 속하는 비트군에 대응되는 광센서 모듈의 위치정보를 이용하여 상기 포인터의 이동 경로를 추출하는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 제어부는
각 주기별로 생성된 데이터 프레임 중 연속된 복수의 비트로 구성된 비트블록에 할당된 광량 데이터를 검사하고,
검사된 복수의 비트블록 중 적어도 하나의 1을 포함하고 두 번 이상 반복되는 비트패턴이 형성된 비트블록을 시간에 따라 추적하고,
상기 추적된 비트블록의 적어도 일부가 속하는 비트군에 대응되는 광센서 모듈의 위치정보를 이용하여 상기 디스플레이부에 대한 상기 포인터의 이동 경로를 추출하되,
데이터 프레임 내 상기 비트블록의 위치는 각 데이터 프레임마다 변경되는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
제 14 항에 있어서,
상기 데이터 프레임 내 상기 비트블록의 위치는 각 데이터 프레임마다 일방향으로 변경되고,
상기 비트블록을 구성하는 복수의 비트 중 일부는 상기 데이터 프레임의 끝부분에 위치하고 나머지는 동일한 데이터 프레임의 첫부분에 위치하는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
제 14 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 포인터의 크기에 따라 상기 비트블록을 구성하는 비트의 개수를 변경하는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 제어부는
상기 복수의 광센서 모듈로부터 각각 조사되어 반사된 빛의 광량을 기초로 상기 포인터의 크기를 산출하고, 상기 산출된 크기에 따라 상기 비트블록을 구성하는 비트의 개수를 자동으로 변경하는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 제어부는
각 주기별로 생성된 데이터 프레임 중 연속된 복수의 비트로 구성된 비트블록에 할당된 광량 데이터를 검사하고,
검사된 복수의 비트블록 중 적어도 하나의 1을 포함하는 비트패턴이 형성된 비트블록을 시간에 따라 추적하고,
상기 추적된 비트블록에 형성된 비트패턴 내 1의 개수가 시간에 따라 증가 또는 감소될 때 상기 디스플레이부에 대한 상기 포인터의 수직 이동 경로를 추출하는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
제 18 항에 있어서,
상기 제어부는
상기 추적된 비트블록에 형성된 비트패턴이 포함하는 1의 비율이 기 설정된 임계치 이상이 될 때 상기 디스플레이부를 향하여 이동하는 상기 포인터의 수직 이동 경로를 추출하는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
복수의 광센서 모듈 중 적어도 하나로부터 빛이 조사되는 단계;
상기 조사된 빛이 디스플레이부와 이격되게 위치한 포인터에 의해 반사되어 해당 광센서 모듈에 수광되고, 상기 반사된 빛의 광량이 검출되는 단계;
각 광센서 모듈로부터 조사되어 반사된 빛의 광량을 기초로 상기 포인터의 모션이 추출되는 단계; 및
상기 추출된 모션에 대응되는 동작이 수행되는 단계를 포함하되,
상기 각 광센서 모듈은
각각 빛을 조사하는 복수의 발광소자로 구성된 발광소자 어레이; 및
각 발광소자에서 조사되어 상기 포인터에 의해 반사된 빛을 수광하고, 상기 반사된 빛의 광량을 전기신호로 변환하는 하나의 수광소자를 포함하는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치의 제어 방법.