KR20150024705A - Infrared Touch Screen Devices Including Circuit for Canceling Offset - Google Patents

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Abstract

An infrared touchscreen device including an offset cancellation circuit includes: a substrate having a touch sensing area; a light emitting part disposed on one side of the substrate to emit light; a light receiving part configured to receive light emitted by the light emitting part and disturbance light emitted from the outside; a light receiving part driving circuit configured to convert light received by the light receiving part into an electrical signal; and the offset cancellation circuit configured to remove an electrical signal for disturbance light from an electrical signal for light converted by the light receiving part driving circuit. The infrared touchscreen device including an offset cancellation circuit may fundamentally cancel an offset voltage, which may occur by disturbance light, by hardware, the offset cancellation circuit, to reduce a number of touch errors, thereby overcoming the limitations of signal processing performed by software. The infrared touchscreen device including an offset cancellation circuit may also be used even in a place where some disturbance light exists, thereby providing a touchscreen device having a more improved touch sensing function.

Description

오프셋 제거 회로를 포함하는 적외선 터치스크린 장치{Infrared Touch Screen Devices Including Circuit for Canceling Offset}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an infrared touch screen device,

본 발명은 터치스크린 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 적외선방식의 터치스크린 장치이다.The present invention relates to a touch screen apparatus, and more particularly, to an infrared touch screen apparatus.

일반적으로, 터치스크린을 구현하는 기존의 방식으로는 저항막 방식, 정전용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식, 카메라를 통한 영상처리 방식 등이 제안되고 있다. 그런데, 저항막 방식과 정전용량 방식은 터치스크린의 화면 크기가 커질 경우 가격이 비싸지며 기술적 한계가 크기 때문에 소형 터치스크린 장치에 주로 사용되며, 전자칠판과 같은 중대형 터치스크린 장치에는 비교적 저렴하며 기술적 한계가 적은 적외선 방식 터치스크린 장치가 사용되고 있다.In general, a resistive film type, a capacitive type, an infrared type, an ultrasonic type, and an image processing method using a camera have been proposed as a conventional method of implementing a touch screen. However, the resistance film type and the capacitance type are mainly used for a small touch screen device because the price is high when the screen size of the touch screen is large and the technical limit is large. It is relatively inexpensive for a medium and large touch screen device such as an electronic board, Infrared touch screen device is used.

도 1은 종래의 적외선 터치스크린 장치를 예시하는 도면이다.1 is a diagram illustrating a conventional infrared touch screen device.

도 1을 참조하여, 종래 적외선 터치스크린 장치(1)는 테두리에 수광소자 및 발광소자가 구비된 설치부(2)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a conventional infrared touch screen device 1 includes a mounting portion 2 having a light receiving element and a light emitting element on a rim.

설치부(2)는 발광소자에서 발산되는 적외선을 수광소자가 수광하여 매트릭스 구조의 터치감지영역을 터치 감지 기판(3)에 형성한다. The mounting unit 2 receives the infrared ray emitted from the light emitting element and receives the light receiving element to form a touch sensing area of the matrix structure on the touch sensing substrate 3. [

그러나, 이때 태양광과 같은 자연광원(6) 또는 주변 조명과 같은 인공광원(8)에 의해 외란광(4)이 발생된다. However, at this time, the disturbance light 4 is generated by the natural light source 6 such as sunlight or the artificial light source 8 such as the ambient light.

이러한 외란광(4)은 발광부에 의해 발산된 적외선을 수광하여서 터치를 감지하여 그 위치를 판별하는 적외선 터치스크린 장치에 있어서, 그 세기가 강할 경우, 소프트웨어적으로 처리하는데 있어서 제어부에 인가되는 전원 전압에 의해 결정되는 ADC(Analog Digital Convert)의 최대로 검출할 수 있는 전압레벨을 초과하여, 터치오류를 발생시키는 요인으로 작용될 수 있다. 예를 들어, 3.3V의 전원 전압이 제어부에 인가된 경우, ADC(Analog Digital Convert)의 최대 검출 전압레벨은 3.3V이므로, 이 경우 최대 검출 전압레벨을 초과하여 4V 또는 5V의 신호가 입력되어도 최대 검출 전압레벨인 3.3V로 인식하는 오류가 발생하게 된다. 따라서 2V의 진폭으로 연산될 전압레벨이 1V로 연산처리가 되어 터치 감지의 오류 또는 터치 민감도가 감소될 수 있다. When the intensity of the disturbance light 4 is strong, the disturbance light 4 receives the infrared ray emitted by the light emitting unit to sense the touch and discriminates the position of the infrared touch screen device. Exceeds the maximum detectable voltage level of the ADC (Analog Digital Convert) determined by the voltage, which may cause a touch error. For example, when the power supply voltage of 3.3V is applied to the control unit, the maximum detection voltage level of the ADC (Analog Digital Convert) is 3.3V. In this case, even if a signal of 4V or 5V is input in excess of the maximum detection voltage level, An error of recognizing the detection voltage level of 3.3 V is generated. Therefore, the voltage level to be calculated with the amplitude of 2V is calculated as 1V, and the error or touch sensitivity of the touch sensing can be reduced.

따라서 발광소자로부터 발산되는 적외선 이외의 외부로부터 들어오는 외란광의 세기가 강함에 따라 터치 감지 오류가 발생하여 터치 감지의 여부 또는 정확한 터치 감지 위치파악이 어려울 우려가 있다.Therefore, there is a fear that the touch sensing error occurs due to strong intensity of the disturbance light coming from the outside other than the infrared ray emitted from the light emitting element, or it is difficult to accurately detect the touch sensing position.

본 발명의 목적은 발광부에 의해 발산된 광 이외의 외부로부터 들어오는 자연광 또는 주변 조명과 같은 외란광에 의해 발생하는 오프셋 전압을 하드웨어적인 오프셋 제거 회로를 통해 제거하여 터치오류를 저감시켜 보다 향상된 터치 민감도를 갖는 터치스크린 장치를 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a touch sensor which eliminates an offset voltage generated by disturbance light such as natural light or ambient light coming from the outside other than the light emitted by the light emitting portion through a hardware offset eliminating circuit, And a touch screen device.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 오프셋 제거 회로를 포함하는 적외선 터치스크린 장치에 관한 것이다. 본 발명의 오프셋 제거 회로를 포함하는 적외선 터치스크린 장치는 터치 감지영역을 갖는 기판; 기판의 일측에 배치되어 광을 발산하는 발광부; 발광부의 발산광 및 외부에서 발산되는 외란광을 수광하는 수광부; 수광부에서 수광된 광량을 전기적 신호로 변환하는 수광부 구동회로; 및 수광부 구동회로를 통해 변환된 광량에 대한 전기적 신호에서 외란광에 대한 전기적 신호를 제거하는 오프셋 제거 회로를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an infrared touch screen device including an offset removing circuit. An infrared touch screen device including an offset elimination circuit of the present invention comprises: a substrate having a touch sensitive area; A light emitting portion disposed on one side of the substrate and emitting light; A light receiving unit that receives divergent light from the light emitting unit and disturbance light emitted from the outside; A light-receiving section drive circuit for converting an amount of light received by the light-receiving section into an electrical signal; And an offset removing circuit for removing an electrical signal for the disturbance light from the electrical signal for the amount of light converted through the light receiving section drive circuit.

그리고 오프셋 제거 회로는 수광부에 수광된 외란광의 전기적 신호를 유지하는 샘플 앤 홀드회로; 수광부에 수광된 발산광 및 외란광의 전기적 신호에서 샘플 앤 홀드회로의 외란광 전기적신호를 감산하는 감산기로 구성된다.The offset removing circuit includes a sample-and-hold circuit for holding an electrical signal of disturbance light received by the light-receiving unit; And a subtractor for subtracting the disturbance photoelectric signal of the sample-and-hold circuit from the electrical signal of the divergent light and the disturbance light received by the light-receiving unit.

또한 발광부는 기판의 이웃한 두변에 배치되는 복수개의 발광소자로 구성되고, 수광부는 발산광 및 외란광을 수광하는 복수개의 수광소자로 구성된다.Further, the light emitting portion is composed of a plurality of light emitting elements arranged on adjacent two sides of the substrate, and the light receiving portion is composed of a plurality of light receiving elements for receiving divergent light and disturbance light.

그리고 발광부는 복수개의 발광소자로 구성되고, 수광부는 복수개의 수광소자로 구성되며, 발광소자와 수광소자는 교호로 배치된다.The light emitting portion is composed of a plurality of light emitting elements, the light receiving portion is composed of a plurality of light receiving elements, and the light emitting elements and the light receiving elements are arranged alternately.

또한 샘플 앤 홀드 회로를 통해 수광부에 수광된 외란광의 전기적 신호를 유지하는 단계; 감산기를 통해 수광부에 수광된 발산광 및 외란광의 전기적 신호에서 샘플 앤 홀드회로의 외란광 전기적신호를 감산하여 출력신호를 도출하는 단계; 및 출력신호를 통해 검출된 터치 위치 좌표를 판별하는 단계를 포함한다.Holding an electrical signal of the disturbance light received by the light receiving unit through a sample and hold circuit; Deriving an output signal by subtracting a disturbance photoelectric signal of a sample and hold circuit from an electrical signal of divergent light and disturbance light received by the light receiving unit through a subtractor; And determining the touch position coordinates detected through the output signal.

본 발명의 오프셋 제거회로를 포함하는 적외선 터치스크린 장치는 외란광에 의해 발생하는 오프셋 전압을 하드웨어적인 오프셋 제거 회로를 사용함으로써, 터치오류를 저감시켜 소프트웨어적인 신호처리의 한계점을 극복할 수 있다. 아울러 외란광이 다소 존재하는 장소에서도 사용이 가능하여 보다 향상된 터치 감지 기능을 갖는 터치스크린 장치를 제공할 수 있다.The infrared touch screen device including the offset elimination circuit of the present invention can overcome the limitations of software signal processing by reducing the touch error by using a hardware offset elimination circuit for the offset voltage generated by the disturbance light. In addition, the present invention can be used in a place where disturbance light is somewhat present, thereby providing a touch screen device having a more enhanced touch sensing function.

도 1은 종래의 적외선 터치스크린 장치를 예시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적외선 터치스크린 장치의 전반적인 구성을 보여주는 블록도이다.
도 3은 도 2의 수광부 구동회로와 오프셋 제거회로의 상세 구성을 보여주는 도면이다.
도 4는 도 3의 오프셋 제거 회로의 상세 구성을 보여주는 도면이다.
도 5는 도 4의 오프셋 제거 회로의 주요 부분에서의 전압 파형을 예시적으로 보여주는 도면이다.1 is a diagram illustrating a conventional infrared touch screen device.
2 is a block diagram illustrating an overall configuration of an infrared touch screen device according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a detailed configuration of the light-receiving-section driving circuit and the offset removing circuit of FIG. 2;
FIG. 4 is a diagram showing a detailed configuration of the offset removing circuit of FIG. 3; FIG.
5 is a diagram illustrating an exemplary voltage waveform at a main portion of the offset elimination circuit of FIG.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.For a better understanding of the present invention, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention may be modified into various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described in detail below. The present embodiments are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention. Therefore, the shapes and the like of the elements in the drawings can be exaggeratedly expressed to emphasize a clearer description. It should be noted that the same components are denoted by the same reference numerals in the drawings. Detailed descriptions of well-known functions and constructions which may be unnecessarily obscured by the gist of the present invention are omitted.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적외선 터치스크린 장치의 전반적인 구성을 보여주는 블록도이다.2 is a block diagram illustrating an overall configuration of an infrared touch screen device according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적외선 터치스크린 장치(10)는 기판(20), 발광부(30), 수광부(40), 발광부 구동회로(50), 수광부 구동회로(60), 오프셋 제거 회로(70), 및 제어부(80)를 구비한다.2, an infrared touch screen device 10 according to a preferred embodiment of the present invention includes a substrate 20, a light emitting unit 30, a light receiving unit 40, a light emitting unit driving circuit 50, a light receiving unit driving circuit 60, an offset removing circuit 70, and a control unit 80. [

기판(20)은 터치 감지영역이 형성되며, 액정 디스플레이장치, 전자칠판 등의 각종 디스플레이 장치의 화면 터치영역에 해당할 수 있다. 기판(20)의 이웃한 두변에는 발광부(30)가 배치되어 있다. 발광부(30)는 복수개의 발광소자(31)를 포함하며, 발광소자(31)는 예를 들어 LED로 구성될 수 있다. The substrate 20 is formed with a touch sensing area and may correspond to a screen touch area of various display devices such as a liquid crystal display device, an electronic blackboard, and the like. A light emitting portion 30 is disposed on the adjacent two sides of the substrate 20. The light emitting portion 30 includes a plurality of light emitting elements 31, and the light emitting element 31 may be formed of, for example, an LED.

발광부(30)는 광을 발산하여 매트릭스구조를 형성하여 터치 감지영역을 제공한다. 발광부(30)와 마주보며 기판(20)의 이웃한 두변에는 수광부(40)가 배치된다. 수광부(40)는 복수개의 수광소자(41)를 포함하고, 수광소자(41)는 예를 들어 포토트랜지스터(Photo transistor)로 구성될 수 있으며, 발광부(30)로부터 발산된 광을 수광한다. The light emitting unit 30 emits light to form a matrix structure to provide a touch sensing area. A light receiving portion 40 is disposed on a side opposite to the light emitting portion 30 and adjacent to the substrate 20. The light receiving section 40 includes a plurality of light receiving elements 41 and the light receiving element 41 may be constituted by a phototransistor for receiving the light emitted from the light emitting section 30, for example.

발광부 구동회로(50)는 발광부(30)와 전기적으로 연결되어 발광부(30)에 구동신호를 인가하여 복수개의 발광소자(31)를 구동시킨다. 수광부 구동회로(60)는 수광부(40)와 전기적으로 연결되어 수광부(40)에 구동신호를 인가하여 복수개의 수광소자(41)를 구동시킨다. 수광부 구동회로(60)는 오프셋 제거 회로와 전기적으로 연결되어 있으며, 수광부(40)로부터 입력받은 광량에 대한 전기적 신호가 오프셋 제거 회로(70)에 전달된다. The light emitting portion driving circuit 50 is electrically connected to the light emitting portion 30 to apply a driving signal to the light emitting portion 30 to drive the plurality of light emitting elements 31. The light receiving section drive circuit 60 is electrically connected to the light receiving section 40 and applies a driving signal to the light receiving section 40 to drive the plurality of light receiving elements 41. The light receiving section driving circuit 60 is electrically connected to the offset removing circuit and an electrical signal corresponding to the amount of light input from the light receiving section 40 is transmitted to the offset removing circuit 70.

오프셋 제거 회로(70)는 샘플 앤 홀드회로(71)와 감산기(78)를 포함한다. 샘플 앤 홀드회로(71)는 발광소자(31)가 꺼져 있을 경우, 외란광만을 수광부(40)를 통해 수광하여 이에 대한 전기적 신호인 오프셋 전압을 유지한다. 감산기(78)는 수광부(40)를 통하여 수광된 발광부(30)의 발산광과 외부에서 발산된 외란광 모두에 대한 전기적 신호에서 샘플 앤 홀드회로(71)에 의해 출력된 신호를 감산한다. 따라서 감산기(78)를 통해 출력된 신호는 발광부(30)의 발산광에 대한 전기적 신호만을 포함하게 된다. 그러므로 외란광에 의해 발생된 오프셋 전압을 오프셋 제거 회로(70)를 통해 하드웨어적으로 제거하게 된다. 오프셋 전압이 제거된 이 출력신호는 제어부(80)에 전달된다. The offset eliminating circuit 70 includes a sample and hold circuit 71 and a subtracter 78. When the light emitting element 31 is off, the sample and hold circuit 71 receives only the disturbance light through the light receiving part 40 and maintains the offset voltage which is an electrical signal therefor. The subtractor 78 subtracts the signal output from the sample-and-hold circuit 71 from the electrical signal for both the divergent light of the light-emitting unit 30 received through the light-receiving unit 40 and the disturbance light emitted from the outside. Accordingly, the signal output through the subtractor 78 includes only the electrical signal for the divergent light of the light emitting unit 30. [ Therefore, the offset voltage generated by the disturbance light is removed through the offset removing circuit 70 in hardware. This output signal from which the offset voltage has been removed is transmitted to the control section 80.

제어부(80)는 오프셋 제거 회로(70), 발광부 구동회로(50) 및 수광부 구동회로(60)에 제어신호를 인가하여 동작을 제어하고, 수광부(40)를 통해 수광된 광량에 대한 전기적 신호에 기초하여 터치된 위치의 좌표를 인식하여 판별한다. The control unit 80 controls the operation by applying a control signal to the offset removing circuit 70, the light emitting unit driving circuit 50 and the light receiving unit driving circuit 60 and controls the operation of the electric signal for the amount of light received through the light receiving unit 40 And recognizes and recognizes the coordinates of the touched position.

이러한 본 발명의 적외선 터치스크린 장치(10)는 발광부(30)의 발광소자(31)가 꺼져있을 경우, 샘플 앤 홀드회로(71)를 통해 수광부(40)에 의해 수광된 외란광에 대한 전기적 신호인 오프셋 전압을 유지한다. 수광부(40)에 의해 수광된 발광부(30)의 발산광 및 외부에서 발산된 외란광에 대한 전기적 신호가 모두 포함된 전기적 신호에서 샘플 앤 홀드회로(71)를 통해 출력된 전기적신호를 감산기(78)를 통한 감산과정을 통해 최종적으로 발광부(30)의 발산광에 대한 전기적 신호만을 출력한다. 최종적으로 출력된 신호는 제어부(80)에 전달되어 통상적인 터치 검출 방법에 의해 터치 위치 좌표를 판별한다. The infrared touch screen device 10 according to the present invention is characterized in that when the light emitting element 31 of the light emitting portion 30 is turned off, the electric power of the disturbance light received by the light receiving portion 40 through the sample and hold circuit 71 And maintains an offset voltage which is a signal. The electric signal outputted through the sample-and-hold circuit 71 in the electrical signal including both the divergent light of the light-emitting unit 30 received by the light-receiving unit 40 and the electrical signal for the disturbance light emitted from the outside, 78 to output only an electrical signal for the divergent light of the light emitting unit 30. The finally output signal is transmitted to the controller 80 to determine the touch position coordinates by a conventional touch detection method.

한편, 적외선 터치스크린 장치(10)는 기판(20)의 이웃한 두변에 일괄적으로 발광소자(30)가 배치되고, 마주보는 이웃한 두변에 일괄적으로 수광소자(41)가 배치되어 구성될 수도 있지만, 또 다른 예로써는 발광소자(31)와 수광소자(41)가 교호로 배치될 수도 있다. On the other hand, the infrared touch screen device 10 is configured such that the light emitting elements 30 are collectively arranged on the two sides adjacent to the substrate 20, and the light receiving elements 41 are collectively arranged on opposite sides of the substrate 20 However, as another example, the light emitting element 31 and the light receiving element 41 may be arranged alternately.

또한, 직접적으로 광을 수광소자(41)를 통해 수광할 수도 있지만, 터치스크린의 일면에 도광바를 구비하여 이 도광바를 통해 광신호가 전달되어지고, 이 광신호가 수광센서를 통해 수광되어지는 구조를 갖는 적외선 터치스크린 장치도 있다.In addition, although light can be received directly through the light receiving element 41, a light guide bar is provided on one surface of the touch screen so that the optical signal is transmitted through the light guide bar, and the optical signal is received through the light receiving sensor There is also an infrared touch screen device.

이러한 상술한 바와 같은 동일한 방식으로 자연광, 주변 조명등과 같은 외란광에 의해 발생되는 오프셋 전압을 하드웨어적인 회로로 제거하고 이러한 오프셋 전압이 제거된 신호를 처리하는 방법으로 실시될 수 있다.The offset voltage generated by disturbance light such as natural light or ambient light can be removed by a hardware circuit in the same manner as described above, and the offset voltage can be processed as a method of processing the signal from which the offset voltage is removed.

도 3은 도 2의 수광부 구동회로와 오프셋 제거회로의 상세 구성을 보여주는 도면이다. FIG. 3 is a diagram showing a detailed configuration of the light-receiving-section driving circuit and the offset removing circuit of FIG. 2;

수광부 구동회로(60)는 멀티플렉서(62)와 트랜지스터(64), 광 감지소자(66) 및 저항(68)을 포함한다. 멀티플렉서(62)는 제어부(80)에서 들어오는 구동신호에 의해 동작하여 트랜지스터(64)에 전기적 신호를 전달하고, 그 전기적 신호에 의해 트랜지스터(64)가 스위칭 동작을 한다. 트랜지스터(64)가 동작하면 각각의 광 감지소자(66)는 광감지에 반응한 전기적 신호를 출력한다. 수광부 구동회로(60)는 복수개의 수광부 구동회로(60-1, 60-2, 60-3)를 포함하며, 오프셋 제거회로(70)에 수광된 광량에 대한 전기적 신호를 전달한다. The light-receiving-section drive circuit 60 includes a multiplexer 62 and a transistor 64, a photo-sensing element 66, and a resistor 68. The multiplexer 62 operates by a driving signal received from the control unit 80 to transmit an electrical signal to the transistor 64, and the transistor 64 performs a switching operation by the electrical signal. When the transistor 64 operates, each photo sensing element 66 outputs an electrical signal responsive to photo sensing. The light-receiving-section drive circuit 60 includes a plurality of light-receiving-section drive circuits 60-1, 60-2 and 60-3 and transmits an electrical signal to the offset elimination circuit 70 with respect to the quantity of received light.

오프셋 제거 회로(70)는 샘플 앤 홀드회로(71)와 감산기(78)를 포함한다. 샘플 앤 홀드회로(71)는 발광부(30)의 발광소자(31)가 꺼져있을 때, 수광부(40)를 통해 수광된 외란광의 전기적 신호인 오프셋 전압을 유지한다. 수광부(40)에 의해 수광된 발광부(30)의 발산광 및 외부에서 발산된 외란광 모두에 대한 전기적 신호와 샘플 앤 홀드회로(71)를 통해 출력된 전기적신호는 감산기(78)를 통한 감산과정을 통해 최종적으로 발광부(30)의 발산광에 대한 전기적 신호만을 출력해 제어부(80)에 전달한다. The offset eliminating circuit 70 includes a sample and hold circuit 71 and a subtracter 78. The sample and hold circuit 71 maintains the offset voltage which is an electrical signal of the disturbance light received through the light receiving section 40 when the light emitting element 31 of the light emitting section 30 is turned off. The electric signal for both the divergent light of the light emitting portion 30 received by the light receiving portion 40 and the disturbance light diverged from the outside and the electric signal outputted through the sample and hold circuit 71 are subtracted by the subtracter 78 And finally outputs only an electrical signal to the diverging light of the light emitting unit 30 and transmits the electrical signal to the controller 80. [

오프셋 제거 회로(70)는 복수개의 오프셋 제거 회로(70-1, 70-2, 70-3)를 포함하며, 제어부(80)에 전기적으로 연결되어 오프셋 제거 회로(70)를 통해 출력된 전기적 신호를 통해 터치 위치 좌표를 검출해낸다. 또한 제어부(80)는 수광부 구동회로(60)와 오프셋 제거 회로(70)에 구동신호를 인가하여 그 동작을 제어한다.The offset elimination circuit 70 includes a plurality of offset elimination circuits 70-1, 70-2 and 70-3. The offset elimination circuit 70 is electrically connected to the control unit 80, The coordinates of the touch position are detected. The control unit 80 also applies a driving signal to the light-receiving unit driving circuit 60 and the offset removing circuit 70 to control the operation thereof.

도 4는 도 3의 오프셋 제거 회로의 상세 구성을 보여주는 도면이다.FIG. 4 is a diagram showing a detailed configuration of the offset removing circuit of FIG. 3; FIG.

도 3의 복수개의 오프셋 제거 회로중 하나만을 예시로 도면에 표현하였다. Only one of the plurality of offset elimination circuits of FIG. 3 is illustrated in the drawing by way of example.

오프셋 제거 회로(70-1)는 샘플 앤 홀드회로(71)와 감산기(78)를 포함한다. 샘플 앤 홀드회로(71)는 스위칭 소자(74), 제 1 저항(72), 커패시터(73) 및 연산 증폭기(76)를 포함한다. 스위칭 소자(74)는 예를 들어 아날로그 스위치를 사용한다. 스위칭 소자(74)는 발광소자(31)가 켜질 때 닫히며, 이때 수광부(40)에 의해 수광된 광량에 대한 전기적 신호를 입력받는다. 스위칭 소자(74)는 커패시터(73)에 전기적으로 연결되고, 커패시터(73)는 연산 증폭기(76)의 음의 입력단자에 연결된다. 또한 연산 증폭기(76)를 통해 출력된 신호는 피드백되어 음의 입력단자에 입력된다. 이때 연산증폭기(76)와 감산기(78)에 인가되는 전원은 제어부(80)에 인가되는 전원전압보다 높아, 신호를 처리할 수 있는 전압레벨이 높으므로 종래의 소프트웨어적인 신호처리 방법에서의 한계점을 극복할 수 있다.The offset removing circuit 70-1 includes a sample and hold circuit 71 and a subtracter 78. [ The sample and hold circuit 71 includes a switching element 74, a first resistor 72, a capacitor 73, and an operational amplifier 76. The switching element 74 uses, for example, an analog switch. The switching element 74 is closed when the light emitting element 31 is turned on, and receives an electrical signal for the amount of light received by the light receiving part 40 at this time. The switching element 74 is electrically connected to the capacitor 73 and the capacitor 73 is connected to the negative input terminal of the operational amplifier 76. The signal output through the operational amplifier 76 is fed back to the negative input terminal. At this time, the power applied to the operational amplifier 76 and the subtractor 78 is higher than the power supply voltage applied to the controller 80, and since the voltage level for processing the signal is high, a limit in the conventional software- It can be overcome.

발광소자(31)가 꺼져있을 때, 외란광만이 수광부(40)를 통해 수광되고, 스위칭 소자(74)가 닫히며 이에 대한 전기적 신호가 샘플 앤 홀드회로(71)를 통해 출력된다. 발광소자(31)가 켜져있을 때, 스위칭 소자(74)가 열리고, 커패시터(73)에 충전되어 있던 전기적 신호가 샘플 앤 홀드회로(71)를 통해 출력된다. 따라서 샘플 앤 홀드회로(71)는 발광소자(31)가 켜지고 꺼지는 시점에서 외란광에 대한 전기적 신호를 유지한다. 샘플 앤 홀드회로(71)를 통해 출력된 전기적 신호는 감산기(78)에 입력된다. 감산기(78)는 샘플 앤 홀드회로(71)를 거치지 않아 발광부(30)의 발산광과 외부에서 발산된 외란광에 대한 전기적 신호 모두를 포함하고 있는 신호와 샘플 앤 홀드회로(71)를 통해 출력된 전기적 신호를 감산하여 최종적인 출력신호를 도출한다. 이렇게 최종적으로 도출된 출력신호는 제어부(80)에 전달되어 터치 위치 좌표를 검출하는 단계를 진행한다. When the light emitting element 31 is off, only the disturbance light is received through the light receiving portion 40, the switching element 74 is closed, and an electrical signal for the light is outputted through the sample and hold circuit 71. When the light emitting element 31 is turned on, the switching element 74 is opened, and the electric signal charged in the capacitor 73 is outputted through the sample and hold circuit 71. Therefore, the sample-and-hold circuit 71 maintains an electrical signal for disturbance light when the light emitting element 31 is turned on and off. The electrical signal output through the sample and hold circuit 71 is input to a subtractor 78. [ The subtracter 78 outputs a signal including both the divergent light of the light emitting portion 30 and the electrical signal for the disturbance light emitted from the outside without passing through the sample and hold circuit 71 and the signal including both the sample and hold circuit 71 And subtracts the output electrical signal to derive the final output signal. The finally obtained output signal is transmitted to the controller 80 and proceeds to the step of detecting the coordinates of the touch position.

도 5는 도 4의 오프셋 제거 회로의 주요 부분에서의 전압 파형을 예시적으로 보여주는 도면이다.5 is a diagram illustrating an exemplary voltage waveform at a main portion of the offset elimination circuit of FIG.

A지점에서 나타나는 신호파형은 발광소자(31)가 켜지고 꺼짐에 따라 샘플 앤 홀드회로(71)를 통해 출력된 신호파형으로, 발광소자(31)가 꺼져있을 때와 꺼져있을 때 모두 수광된 외란광에 대한 전기적 신호만을 포함하고 있다. A signal waveform appearing at the point A is a signal waveform outputted through the sample-and-hold circuit 71 as the light emitting element 31 is turned on and off, and when the light emitting element 31 is off and off, Lt; / RTI >

B지점에서 나타나는 신호파형은 샘플 앤 홀드회로(71)를 거치지 않아 발광부(30)의 발산광과 외부에서 발산된 외란광에 대한 전기적 신호 모두를 포함하고 있다. 발광소자(31)가 꺼져있는 상태에서는 외란광에 대한 전기적 신호파형만이 나타나고, 발광소자(31)가 켜지면 외란광과 발광부(30)로부터 발산된 광 모두에 대한 전기적 신호파형이 나타난다. The signal waveform appearing at the point B includes both the divergent light of the light emitting portion 30 and the electrical signal for the disturbance light emitted from the outside without passing through the sample and hold circuit 71. In a state where the light emitting element 31 is off, only an electrical signal waveform for the disturbance light appears, and when the light emitting element 31 is turned on, an electrical signal waveform for both the disturbance light and the light emitted from the light emitting portion 30 appears.

C지점에서는 A, B 지점에서 검출되는 두 신호를 감산기(78)를 통해 감산하여 최종적으로 외란광에 대한 전기적 신호를 제거하고 발광부(30)의 발산광에 대해 출력된 전기적 신호파형만이 나타난다. 발광소자(31)가 꺼져있는 상태에서는 A지점에서는 외란광에 대한 전기적 신호가 나타나고, B지점에서 또한 발광소자(31)가 꺼져있는 상태에서 수광된 광에 대한 전기적 신호가 출력되므로 외란광에 대한 전기적 신호만이 나타난다. 이때 출력되는 C지점의 신호는 거의 0에 가까운 값을 나타낸다. 발광소자(31)가 켜져있는 상태에서는 A지점에서는 외란광에 대한 전기적 신호가 나타나고, B 지점에서는 발광부(30)의 발산광과 외부에서 발산되는 외란광 모두에 대한 전기적 신호가 나타난다. 따라서 C지점에서는 A, B 두 지점에서 검출되는 두 신호를 감산하여 외란광에 대한 전기적 신호가 제거된 발광부(30)의 발산광에 대해 출력된 전기적 신호파형만이 최종적으로 나타나며, 이때의 출력신호는 제어부(80)에 인가되어 터치 감지 좌표를 검출한다. At the point C, the two signals detected at the points A and B are subtracted through the subtracter 78 to finally remove the electrical signal for the disturbance light, and only the electrical signal waveform output to the divergent light of the light emitting unit 30 appears . In the state where the light emitting element 31 is off, an electrical signal for the disturbance light appears at the point A, and an electrical signal for the received light is outputted while the light emitting element 31 is off at the point B. Therefore, Only electrical signals appear. At this time, the output signal of the point C shows a value close to zero. An electrical signal for the disturbance light appears at the point A and an electrical signal for both the divergent light of the light emitting unit 30 and the disturbance light externally appear at the point B in the state where the light emitting element 31 is on. Therefore, at the point C, only the electric signal waveform outputted for the divergent light of the light emitting unit 30 from which the electrical signal for the disturbance light is removed by subtracting the two signals detected at the two points A and B finally appears, and the output The signal is applied to the controller 80 to detect the touch sensing coordinates.

이상에서 설명된 본 발명의 오프셋 제거회로를 포함하는 적외선 터치스크린 장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그럼으로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The embodiments of the infrared touch screen device including the offset elimination circuit of the present invention described above are merely illustrative and those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent implementations You can see that examples are possible. Accordingly, it is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims. It is also to be understood that the invention includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

1: 종래 적외선 터치스크린 장치 2: 설치부
3: 터치 감지 기판 4: 외란광
6: 자연광원 8: 인공광원
10: 적외선 터치스크린 장치 20: 기판
30: 발광부 31: 발광소자
40: 수광부 41: 수광소자
50: 발광부 구동회로 60: 수광부 구동회로
62: 멀티플렉서 64: 트랜지스터
66: 광 감지소자 68: 저항
70: 오프셋 제거 회로 71: 샘플 앤 홀드회로
72: 제 1 저항 73: 커패시터
74: 스위칭 소자 76: 연산 증폭기
78: 감산기 80: 제어부1: Conventional infrared touch screen device 2:
3: touch sensing substrate 4: disturbance light
6: natural light source 8: artificial light source
10: Infrared touch screen device 20: Substrate
30: light emitting portion 31: light emitting element
40: light receiving section 41: light receiving element
50: light emitting portion driving circuit 60: light receiving portion driving circuit
62: multiplexer 64: transistor
66: photo sensing element 68: resistance
70: offset removing circuit 71: sample and hold circuit
72: first resistor 73: capacitor
74: switching element 76: operational amplifier
78: subtracter 80:

Claims (6)

터치 감지영역을 갖는 기판;
기판의 일측에 배치되어 광을 발산하는 발광부;
발광부의 발산광 및 외부에서 발산되는 외란광을 수광하는 수광부;
수광부에서 수광된 광량을 전기적 신호로 변환하는 수광부 구동회로; 및
수광부 구동회로를 통해 변환된 광량에 대한 전기적 신호에서 외란광에 대한 전기적 신호를 제거하는 오프셋 제거 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 터치스크린 장치. A substrate having a touch sensitive area;
A light emitting portion disposed on one side of the substrate and emitting light;
A light receiving unit that receives divergent light from the light emitting unit and disturbance light emitted from the outside;
A light-receiving section drive circuit for converting an amount of light received by the light-receiving section into an electrical signal; And
And an offset removing circuit for removing an electrical signal for disturbance light from an electrical signal corresponding to the amount of light converted through the light receiving section drive circuit. 제1항에 있어서,
오프셋 제거 회로는 수광부에 수광된 외란광의 전기적 신호를 유지하는 샘플 앤 홀드회로;
수광부에 수광된 발산광 및 외란광의 전기적 신호에서 샘플 앤 홀드회로의 외란광 전기적신호를 감산하는 감산기로 구성된 것을 특징으로 하는 적외선 터치스크린 장치.The method according to claim 1,
The offset removing circuit includes a sample-and-hold circuit for holding an electrical signal of the disturbance light received by the light-receiving unit;
And a subtractor for subtracting the disturbance photoelectric signal of the sample-and-hold circuit from the electrical signal of the divergent light and the disturbance light received by the light-receiving unit. 제1항에 있어서,
발광부는 기판의 이웃한 두변에 배치되는 복수개의 발광소자로 구성되고, 수광부는 발산광 및 외란광을 수광하는 복수개의 수광소자로 구성된 것을 특징으로 하는 적외선 터치스크린 장치.The method according to claim 1,
Wherein the light emitting portion is composed of a plurality of light emitting elements arranged on adjacent sides of the substrate, and the light receiving portion is composed of a plurality of light receiving elements for receiving divergent light and disturbance light. 제1항에 있어서,
발광부는 복수개의 발광소자로 구성되고, 수광부는 복수개의 수광소자로 구성되며, 발광소자와 수광소자는 교호로 배치된 것을 특징으로 하는 적외선 터치스크린 장치.The method according to claim 1,
Wherein the light emitting portion is composed of a plurality of light emitting elements, the light receiving portion is composed of a plurality of light receiving elements, and the light emitting elements and the light receiving elements are arranged alternately. 제1항에 있어서,
수광부는 발광부의 발산광을 전달하는 도광바로 구성된 것을 특징으로 하는 적외선 터치스크린 장치.The method according to claim 1,
And the light receiving unit is configured to receive the diverging light of the light emitting unit. 샘플 앤 홀드 회로를 통해 수광부에 수광된 외란광의 전기적 신호를 유지하는 단계;
감산기를 통해 수광부에 수광된 발산광 및 외란광의 전기적 신호에서 샘플 앤 홀드회로의 외란광 전기적신호를 감산하여 출력신호를 도출하는 단계; 및
출력신호를 통해 검출된 터치 위치 좌표를 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 터치스크린 장치를 이용한 터치 감지 방법.


Holding an electrical signal of the disturbance light received by the light receiving unit through the sample and hold circuit;
Deriving an output signal by subtracting a disturbance photoelectric signal of a sample and hold circuit from an electrical signal of divergent light and disturbance light received by the light receiving unit through a subtractor; And
And determining the touch position coordinates detected through the output signal.


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