KR20150049106A - 이중 스캔 구조를 갖는 터치 스크린 장치 및 이를 이용한 터치 감지 방법 - Google Patents

이중 스캔 구조를 갖는 터치 스크린 장치 및 이를 이용한 터치 감지 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 이중 스캔 구조를 갖는 터치 스크린 장치 및 이를 이용한 터치 감지 방법에 관한 것이다. 본 발명의 이중 스캔 구조를 갖는 터치 스크린 장치는 터치 감지 영역을 갖는 베이스 기판; 오브젝트에 의한 터치 여부를 확인하는 터치 감지 수단; 상기 오브젝트의 터치 좌표를 검출하기 위한 터치 좌표 검출 수단; 및 상기 터치 감지 수단 및 상기 터치 좌표 검출 수단을 제어하고, 상기 터치 감지 수단 및 상기 터치 좌표 검출 수단으로부터 수신된 정보를 이용하여 터치 여부 및 터치 좌표를 확인하는 제어부를 포함하여 상기 터치 감지 수단을 통해 상기 오브젝트의 터치 여부를 감지한 후 상기 터치 좌표 검출 수단을 통해 상기 오브젝트의 터치 좌표를 검출한다. 본 발명의 이중 스캔 구조를 갖는 터치 스크린 장치 및 이를 이용한 터치 감지 방법을 이용하면, 실제 터치를 먼저 감지한 후 터치 좌표를 검출하는 이중 스캔 방식을 사용하므로 실제 터치가 발생하지 않은 가상 터치에 의한 오류를 방지할 수 있어 보다 정확한 터치 감지가 가능하다. 또한 1차적으로 실제 터치가 발생한 경우에만 좌표 검출을 위한 터치 감지 수단을 구동하기 때문에 전력 소모를 줄일 수 있다.

Description

이중 스캔 구조를 갖는 터치 스크린 장치 및 이를 이용한 터치 감지 방법{TOUCH SCRREN DEVICE HAVING DOUBLE SCAN AND METHOD FOR TOUCH SENSING USING THE SAME}
본 발명은 이중 스캔 구조를 갖는 터치 스크린 장치 및 이를 이용한 터치 감지 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 적외선 방식 또는 카메라 방식의 터치 스크린 장치에서 가상 터치에 의해 발생할 수 있는 감지 오류를 미연에 방지할 수 있는 이중 스캔 구조를 갖는 터치 스크린 장치 및 이를 이용한 터치 감지 방법에 관한 것이다.
일반적으로 터치 스크린 장치는 디스플레이 화면에 표시된 지시 내용을 사람의 손 또는 물체 등을 접촉하여 사용자의 명령을 입력하는 입력장치를 일컫는다. 이를 위해 터치 스크린 장치는 영상표시장치의 전면(front face)에 구비되어 있는 사람의 손 또는 물체에 직접 접촉된 접촉위치를 전기적 신호로 변환한다. 이에 따라, 접촉위치에서 선택된 지시 내용이 입력신호로 받아들여진다. 이와 같은 터치 스크린 장치는 키보드 및 마우스와 같이 영상표시장치에 연결되어 동작하는 별도의 입력장치를 대체할 수 있기 때문에 그 이용범위가 점차 확장되고 있는 추세이다.
터치 스크린 장치는 접촉된 부분을 감지하는 방식에 따라 저항막 방식, 정전용량 방식, 표면 초음파 방식, 적외선 방식, 카메라 방식 등으로 구분된다. 이중에서 적외선 방식 또는 카메라를 이용한 광학 방식은 실제로 터치 스크린 장치를 터치하지 않은 경우, 즉, 가상 터치가 발생하는 경우에 터치로 인식하는 오류가 발생할 수 있었다.
도 1은 종래의 적외선 방식을 이용한 터치 스크린 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 터치 스크린(1)은 베이스 기판(2)에 매트릭스 구조의 터치 감지 영역을 형성하기 위한 복수 개의 X, Y축 발광 소자(3, 4)와 복수 개의 X, Y축 수광 소자(5, 6) 및 제어부(7)로 구성된다. 복수 개의 X, Y축 발광 소자(3, 4)는 베이스 기판(2)의 표면 상에 적외선 광에 의한 매트릭스를 구성하기 위해 베이스 기판(2)의 테두리에 배치된다. 복수 개의 X, Y축 발광 소자(3, 4)로부터 송출된 적외선 스캔광은 베이스 기판(2)의 표면을 횡단하여 반대편에 배치된 복수 개의 X, Y축 수광 소자(5, 6)로 수신된다. 제어부(7)는 복수 개의 X, Y축 발광 소자(3, 4) 및 복수 개의 X, Y축 수광 소자(5, 6)를 각각 제어한다. 제어부(7)는 복수 개의 X, Y축 발광 소자(3, 4)를 순차적으로 구동하고 복수 개의 X, Y축 수광 소자(5, 6)를 통해 검출된 적외선 광량을 비교함으로써 터치 스크린(1)에 오브젝트(8)의 접촉이 있었는지를 감지한다. 오브젝트(8)의 접촉이 있는 경우, 접촉이 이루어진 위치에 해당하는 X, Y축 발광 소자(3, 4)에서 송출된 적외선 광이 오브젝트(8)에 의해 차단되고, X, Y축 수광 소자(5, 6)로 수신되는 광량이 줄어들기 때문에 오브젝트(8)의 접촉 여부를 확인할 수 있다. 또한 터치 스크린(1)은 매트릭스 구조를 갖기 때문에 오브젝트(8)의 접촉 위치를 알 수 있다.
도 2는 가상 터치로 인해 터치 감지 오류가 발생되는 경우를 보여주는 단면도이다.
도 2(a)를 참조하면, 적외선 방식의 터치 스크린(1a)에서는 X, Y축 발광 소자(3, 4)에서 송출된 적외선 광이 베이스 기판(2)의 표면을 횡단하여 X, Y축 수광 소자(5, 6)로 수신된다. 그러므로 실제로 터치가 이루어진 리얼 터치 구간(A) 뿐만아니라 실제로 터치가 이루어지지는 않았으나, 오브젝트(8)가 베이스 기판(2)의 표면 가까이에 위치하여 적외선 광을 차단함으로써 터치가 발생된 듯한 오류가 발생할 수 있다. 즉, 실제적으로 오브젝트(8)에 의해 터치가 이루어지지는 않았으나, 터치가 이루어진 것 같은 오류의 가상 터치 구간(B)이 발생한다. 또한 오브젝트(8)를 이용하여 베이스 기판(2)을 연속으로 터치하는 경우, 가상 터치 구간(B)에서는 실제로 터치가 이루어지지 않았음에도 터치가 이루어진 것으로 판단하여 터치 위치 및 터치 여부에 오류가 발생한다.
또한 도 2(b)를 참조하면, 터치 스크린(1b)은 베이스 기판(2a)의 표면이 균일하지 않을 경우, 가상 터치 포인트(b)가 발생하는 상태를 나타낸다. 다시 말해, 베이스 기판(2a)의 표면이 균일하지 않고 굴곡을 갖는 경우, 표면이 오목한 부분에서는 오브젝트(8)에 의해 터치가 발생하지 않았으나, 표면이 볼록한 부분에서는 오브젝트(8)에 의해 터치되지 않았으나, 오브젝트(8)에 의해 적외선 광이 차단됨으로써 적외선 광이 수신되지 않아 터치가 이루어진 것으로 판단할 수 있다. 또한 카메라를 이용한 터치 스크린에서도 동일한 가상 터치 오류가 발생한다.
본 발명의 목적은 적외선 방식 또는 카메라 방식을 이용한 터치 스크린 장치에서 터치 감지 여부를 먼저 확인한 후 터치 여부가 확인되면 터치 좌표를 검출하는 방식을 이용함으로써 실제 터치가 발생되지 않은 가상 터치에 의해 터치 감지 오류가 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있는 이중 스캔 구조를 갖는 터치 스크린 장치 및 이를 이용한 터치 감지 방법을 제공하는데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 이중 스캔 구조를 갖는 터치 스크린 장치 및 이를 이용한 터치 감지 방법에 관한 것이다. 본 발명의 이중 스캔 구조를 갖는 터치 스크린 장치는 터치 감지 영역을 갖는 베이스 기판; 오브젝트에 의한 터치 여부를 확인하는 터치 감지 수단; 오브젝트의 터치 좌표를 검출하기 위한 터치 좌표 검출 수단; 및 터치 감지 수단 및 터치 좌표 검출 수단을 제어하고, 터치 감지 수단 및 터치 좌표 검출 수단으로부터 수신된 정보를 이용하여 터치 여부 및 터치 좌표를 확인하는 제어부를 포함하여 터치 감지 수단을 통해 상기 오브젝트의 터치 여부를 감지한 후 터치 좌표 검출 수단을 통해 오브젝트의 터치 좌표를 검출한다.
또한 터치 감지 수단은 베이스 기판의 표면으로 초음파를 발생하기 위한 초음파 발생기; 초음파 발생기로부터 송출된 초음파 신호를 수신하기 위한 초음파 수신기; 및 초음파 발생기 및 초음파 수신기를 제어하고, 초음파 수신기로부터 초음파 신호를 수신하는 초음파 검출부를 포함하여 초음파 방식으로 터치 여부를 감지한다.
그래서 터치 감지 수단은 베이스 기판의 전면에 형성되어 오브젝트의 터치에 의해 정전 용량 성분을 발생시키는 정전 감지막; 및 정전 감지막으로부터 정전 용량 성분을 수신하기 위한 정전 용량 검출부를 포함하여 정전막 방식으로 터치 여부를 감지한다.
또한 터치 감지 수단은 베이스 기판의 일면 또는 양면에 매트리스 형태로 형성되어 정전 용량 성분을 발생시키는 복수 개의 터치 감지 라인; 및 터치 감지 라인으로부터 정전 용량 성분을 수신하기 위한 정전 용량 검출부를 포함한다.
그래서 터치 감지 수단은 베이스 기판의 일면에 형성된 제1, 2 전극층; 제1 전극층과 제2 전극층 사이에 구비되어 제1 전극층과 제2 전극층을 이격시키기 위한 복수 개의 스페이서; 및 제1 전극층 또는 제2 전극층 중 어느 하나로부터 저항값을 수신하는 저항 검출부를 포함하여 저항막 방식으로 터치 여부를 감지한다.
또한 터치 감지 수단은 베이스 기판에 설치되어 베이스 기판의 내부로 스캔광을 송출하는 복수 개의 발광 소자; 베이스 기판의 내부에서 전반사되어 이동된 스캔광을 수신하기 위한 복수 개의 수광 소자; 및 발광 소자와 수광 소자를 제어하고, 수광 소자로부터 스캔광을 수신하는 광 검출부를 포함한다.
그래서 터치 좌표 검출 수단은 적외선 방식 또는 카메라 방식 중 어느 하나를 이용한 것으로, 적외선 방식은 베이스 기판의 표면으로 스캔광을 송출하는 복수 개의 발광 소자; 발광 소자로부터 송출된 스캔광을 수신하는 복수 개의 수광 소자; 및 발광 소자와 수광 소자를 제어하고, 수광 소자로부터 스캔광을 수신하는 광 검출부를 포함하여 적외선 방식으로 상기 오브젝트의 터치 좌표를 검출한다.
본 발명의 이중 스캔 구조를 갖는 터치 스크린 장치를 이용한 터치 감지 방법은 오브젝트의 터치 여부를 감지하기 위한 터치 감지 수단을 구동하는 단계; 터치 감지 수단을 통해 오브젝트에 의한 터치가 감지되면 좌표 검출 수단을 구동하는 단계; 및 좌표 검출 수단을 통해 오브젝트의 터치 좌표를 검출하는 단계를 포함한다.
또한 터치 감지 수단은 저항막 방식, 정전 방식, 적외선 방식 또는 초음파 방식 중 어느 하나로 이루어진다.
그래서 좌표 검출 수단은 적외선 방식 또는 카메라 방식으로 이루어진다.
본 발명의 이중 스캔 구조를 갖는 터치 스크린 장치 및 이를 이용한 터치 감지 방법을 이용하면, 실제 터치를 먼저 감지한 후 터치 좌표를 검출하는 이중 스캔 방식을 사용하므로 실제 터치가 발생하지 않은 가상 터치에 의한 오류를 방지할 수 있어 보다 정확한 터치 감지가 가능하다. 또한 1차적으로 실제 터치가 발생한 경우에만 좌표 검출을 위한 터치 감지 수단을 구동하기 때문에 전력 소모를 줄일 수 있다.
도 1은 종래의 적외선 방식을 이용한 터치 스크린 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 가상 터치로 인해 터치 감지 오류가 발생되는 경우를 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이중 스캔 구조를 갖는 터치 스크린 장치를 이용한 터치 감지 방법을 보여주는 순서도이다.
도 4는 초음파 방식으로 표면 터치를 감지하는 터치 스크린 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 5는 정전막 방식(전면 도전막)으로 표면 터치를 감지하는 터치 스크린 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 6은 정전막 방식(메트릭스 구조의 도전 라인)으로 표면 터치를 감지하는 터치 스크린 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 7은 저항막 방식으로 표면 터치를 감지하는 터치 스크린 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 8은 적외선 방식으로 표면 터치를 감지하는 터치 스크린 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
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.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이중 스캔 구조를 갖는 터치 스크린 장치를 이용한 터치 감지 방법을 보여주는 순서도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 터치 스크린 장치는 오브젝트에 의해 표면 터치 유무를 감지하기 위한 표면 터치 감지 수단과 터치 위치를 검출하기 위한 좌표 검출 수단으로 구성된다. 먼저, 표면 터치 유무를 감지하기 위한 터치 감지 수단을 동작한다(S10). 여기서, 터치 감지 수단은 적외선 LED 방식, 정전 방식, 저항막 방식, 초음파 방식 중 하나로 동작될 수 있도록 구성된다. 터치 감지 수단을 이용한 터치 감지 유무 방식은 하기에서 하나씩 예를 들어 상세하게 설명하도록 한다.
표면 터치가 감지되면(S20), 좌표 검출 수단을 동작한다(S30). 좌표 검출 수단은 적외선 LED방식 또는 카메라 방식 중 하나로 동작될 수 있도록 구성된다. 좌표 검출 수단을 이용하여 오브젝트에 의해 터치된 위치 좌표를 검출한다(S40). 결론적으로, 본 발명에서의 터치 스크린 장치는 표면 터치 유무를 먼저 확인하고, 표면 터치가 발생한 경우에 터치 좌표를 검출하는 이중 스캔 구조를 갖는다.
이러한 이중 스캔 구조를 이용하면 터치 감지 수단만 동작하고 있다가 터치가 발생되면 좌표 검출 수단을 동작하여 위치 좌표를 검출하기 때문에 전력 소모를 줄일 수 있다. 또한 적외선 LED 방식 또는 카메라 방식을 이용한 터치 스크린 장치에서 가상 터치로 인해 발생할 수 있는 터치 감지 오류를 미연에 방지할 수 있어 보다 정확하고 정밀한 터치 스크린의 제조가 가능하다.
도 4는 초음파 방식으로 표면 터치를 감지하는 터치 스크린 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예인 터치 스크린 장치(10)는 베이스 기판(12), 초음파를 이용한 터치 감지 수단, 적외선 LED 방식의 좌표 검출 수단 및 제어부(40)로 구성된다. 베이스 기판(12)은 투명한 부재로 유리기판, 필름기판, 섬유기판, 종이기판 등이 사용될 수 있으며 특별히 한정되지는 않는다.
터치 감지 수단은 초음파 방식으로 표면 터치를 감지한다. 터치 감지 수단은 베이스 기판(12)의 표면으로 초음파를 발생하는 초음파 송신부(22), 초음파를 수신하기 위한 초음파 수신부(24) 및 초음파 수신부(24)를 통해 수신된 초음파를 검출하기 위한 초음파 검출부(26)로 구성된다.
좌표 검출 수단은 적외선 LED 방식으로 터치 좌표를 검출한다. 좌표 검출 수단은 베이스 기판(12)의 표면에 매트릭스 구조의 스캔광을 송출하기 위한 복수 개의 X, Y축 발광 소자(32, 33), 스캔광을 수광하기 위한 복수 개의 X, Y축 수광 소자(34, 35) 및 스캔광을 검출하기 위한 광 검출부(36)로 구성된다. 복수 개의 X, Y축 발광 소자(32, 33)는 베이스 기판(12)의 테두리를 따라 구비되어 베이스 기판(12)의 표면에 메트릭스 구조의 스캔광을 형성한다. 복수 개의 X, Y축 수광 소자(34, 35)는 복수 개의 X, Y축 발광 소자(32, 33)에서 송출되는 스캔광을 수신할 수 있도록 복수 개의 X, Y축 발광 소자(32, 33)와 대응되어 베이스 기판(12)에 구비된다. 복수 개의 X, Y축 발광 소자(32, 33)를 순차적으로 구동하고, X, Y축 발광 소자(32, 33)에서 송출된 스캔광을 X, Y축 수광 소자(34, 35)에서 수광한다. 오브젝트(14)에 의해 터치가 이루어지면, 스캔광이 오브젝트(14)에 의해 수광 소자로 수광되지 못한다. 그러므로 제어부(40)는 수광된 광량을 이용하여 터치 좌표를 검출한다. 적외선 방식을 이용한 터치 좌표 검출 방식은 이미 공지된 기술로 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면으로는 도시하지 않았으나, 카메라 방식을 이용하여 터치 좌표 검출 수단을 구성할 수 있다. 카메라 방식을 이용한 터치 좌표 검출 방법은 이미 공지된 기술로 상세한 설명은 생략한다.
제어부(40)는 터치 감지 수단 및 좌표 검출 수단의 동작을 제어한다. 제어부(40)는 초음파 검출부(26)와 광 검출부(36)로부터 초음파 및 스캔광 정보를 수신하여 터치 여부 및 터치 좌표를 검출한다.
초음파 송신부(22)에서 발생된 초음파는 베이스 기판(12)의 표면을 지나 초음파 수신부(24)로 수신된다. 오브젝트(14)에 의해 표면 터치가 이루어지면 베이스 기판(12)의 표면을 지나는 초음파가 오브젝트(14)에 의해 막혀져 초음파 수신부(24)로 수신되지 못한다. 제어부(40)는 터치가 이루어지지 않은 경우에 수신된 초음파 신호 데이터와 수신되는 초음파 신호를 비교함으로써 터치 발생 유무를 확인한다.
제어부(40)는 오브젝트(14)에 의해 터치가 발생된 것으로 판단되면, X, Y축 발광 소자(32, 33)를 구동한다. X, Y축 발광 소자(32, 33)에서 송출된 스캔광은 X, Y축 수광 소자(34, 35)로 수신되는데, 오브젝트(14)에 의해 스캔광이 X, Y축 수광 소자(34, 35)로 수신되지 못한다. 제어부(40)는 수신되는 스캔광 데이터를 이용하여 오브젝트(14)의 터치 좌표를 검출한다.
도 5는 정전막 방식(전면 도전막)으로 표면 터치를 감지하는 터치 스크린 장치의 구성을 보여주는 도면이고, 도 6은 정전막 방식(메트릭스 구조의 도전 라인)으로 표면 터치를 감지하는 터치 스크린 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 터치 스크린 장치(10a-1, 10a-2)는 터치 감지 수단으로써 정전 방식을 이용한 실시예를 도시한다. 도 5에서는 베이스 기판(12)의 전면에 형성된 정전 감지막(52)을 이용하여 터치 여부를 감지하고, 도 6에서는 복수 개의 터치 감지 라인(54, 58)을 이용하여 터치 여부를 감지한다. 이하에서는 정전 방식을 이용한 터치 감지 방법에 대하여 서술한다.
도 5를 참조하면, 터치 스크린 장치(10a-1)는 베이스 기판(12), 정전 감지막(52)을 이용한 터치 감지 수단, 적외선 LED 방식의 좌표 검출 수단 및 제어부(40)로 구성된다.
터치 감지 수단은 베이스 기판(12)의 전면에 구비되는 정전 감지막(52)과 정전 용량 검출부(56)로 구성된다. 정전 감지막(52)은 베이스 기판(12)의 전면에 형성된다. 정전 감지막(52)의 상부에는 보호층(60)이 더 구비된다. 오브젝트(14)에 의해 터치 스크린 장치(10a-1)에 터치가 이루어지면 오브젝트(14)와 정전 감지막(52) 사이에 용량 성분이 발생한다. 정전 용량 검출부(56)는 정전 감지막(52)에서 발생되는 용량 성분을 수신한다. 제어부(40)는 정전 용량 검출부(56)를 통해 용량 성분이 수신되면 오브젝트(14)에 의해 터치가 발생된 것으로 판단하고, 터치가 발생되었다고 판단되면 좌표 검출 수단을 구동하여 터치 좌표를 검출한다. 그러므로 정전 감지막(52)만을 구동하여 오브젝트(14)에 의한 터치 유무를 확인할 수 있다. 여기서, 좌표 검출 수단은 상기에 설명한 바와 같이, 적외선 방식 또는 카메라 방식을 이용할 수 있다.
도 6을 참조하면, 터치 스크린 장치(10a-2)는 베이스 기판(12), 복수 개의 X, Y축 터치 감지 라인(54, 58)을 이용한 터치 감지 수단, 적외선 LED 방식의 좌표 검출 수단 및 제어부(40)로 구성된다.
터치 감지 수단은 베이스 기판(12)의 일면 또는 양면에 매트리스 형태로 형성되는 복수 개의 X, Y축 터치 감지 라인(54, 58)과 정전 용량 검출부(556)로 구성된다. 복수 개의 X, Y축 터치 감지 라인(54, 58)은 베이스 기판(12) 상에 매트리스 형태로 형성된다. X, Y축 터치 감지 라인(54, 58) 사이에는 전기적 절연을 위한 절연부(55)가 형성된다. 복수 개의 X, Y축 터치 감지 라인(54, 58) 상부에는 보호층(60)이 더 구비된다. 오브젝트(14)에 의해 터치가 이루어지면, 복수 개의 X, Y축 터치 감지 라인(54, 58)과 오브젝트(14)의 사이에 용량 성분이 발생한다. 정전 용량 검출부(36)는 X축 터치 감지 라인(54) 또는 Y축 터치 감지 라인(54)으로부터 변화된 용량 성분을 수신한다. 제어부(40)는 정전 용량 검출부(56)를 통해 용량 성분을 수신하여 오브젝트(14)에 의해 터치가 발생되었는지 판단하고, 터치가 발생되었다고 판단되면 좌표 검출 수단을 구동하여 터치 좌표를 검출한다. 그러므로 X, Y축 터치 감지 라인(54, 58)만을 구동하여 오브젝트(14)에 의한 터치 유무를 확인할 수 있다. 여기서, 좌표 검출 수단은 상기에 설명한 바와 같이, 적외선 방식 또는 카메라 방식을 이용할 수 있다.
도 7은 저항막 방식으로 표면 터치를 감지하는 터치 스크린 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 7을 참조하면, 터치 스크린 장치(10b)는 베이스 기판(12), 제1, 2 전극층(62, 64)을 이용한 터치 감지 수단, 적외선 LED 방식의 좌표 검출 수단 및 제어부(40)로 구성된다. 제1, 2 전극층(62, 64)은 베이스 기판(12)의 일면에 형성된다. 여기서, 제1 전극층(62)과 제2 전극층(64) 사이에는 제1, 2 전극층(62, 64) 사이가 이격되도록 하는 복수 개의 스페이스(63)가 구비된다. 오브젝트(14)에 의해 상부 전극인 제2 전극층(64)에 압력이 가해지면, 제1, 2 전극층(62, 64)이 접촉되면서 저항값이 발생한다.저항 검출부(66)는 제1 전극층(62) 또는 제2 전극층(64)으로부터 생성된 저항값을 수신하여 제어부(40)에 제공한다. 제어부(40)는 저항 검출부(66)를 통해 저항값을 수신하여 오브젝트(14)에 의해 터치가 발생되었는지 판단하고, 터치가 발생되었다고 판단되면 좌표 검출 수단을 구동하여 터치 좌표를 검출한다. 그러므로 제1, 2 전극층(62, 64)만을 구동하여 오브젝트(14)에 의한 터치 유무를 확인할 수 있다. 여기서, 좌표 검출 수단은 상기에 설명한 바와 같이, 적외선 방식 또는 카메라 방식을 이용할 수 있다.
도 8은 적외선 방식으로 표면 터치를 감지하는 터치 스크린 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 8을 참조하면, 터치 스크린 장치(10c)는 베이스 기판(12), 제1 발광 소자(72)와 제1 수광 소자(74)를 이용한 적외선 LED 방식의 터치 감지 수단, 적외선 LED 방식의 좌표 검출 수단 및 제어부(40)로 구성된다.
제1 발광 소자(72)는 베이스 기판(12)의 내부로 스캔광(75)을 송출할 수 있도록 베이스 기판(12)의 측면에 구비된다. 제1 수광 소자(74)는 제1 발광 소자(72)로부터 송출된 스캔광(75)을 수광할 수 있도록 제1 발광 소자(72)와 대응되도록 베이스 기판(12)에 구비된다. 제1 광 검출부(76)는 제1 발광, 수광 소자(72, 74)를 제어하고, 제1 수광 소자(74)로부터 수광된 스캔광을 수신하여 제어부(40)로 전송한다. 제1 발광 소자(72)에서 송출된 스캔광(75)은 베이스 기판(12) 내부에서 전반사되며 이동되어 제1 수광 소자(74)로 수광된다.
제2 발광 소자(82) 및 제2 수광 소자(84)는 오브젝트(14)의 터치 위치를 검출하기 위한 구성으로 베이스 기판(12)의 둘레를 따라 설치된다. 제2 광 검출부(86)는 제2 발광 소자(82) 및 제2 수광 소자(84)를 제어하고, 제2 수광 소자(84)에서 검출된 스캔광을 수신한다. 제2 광 검출부(86)는 수광된 스캔광 정보를 제어부(40)로 전송하고, 제어부(40)는 오브젝트(14)의 터치 위치를 검출한다.
베이스 기판(12)에 오브젝트(14)가 터치되면, 제1 발광 소자(72)에서 송출되어 베이스 기판(12) 내부에서 전반사되며 전송되던 스캔광(75)이 오브젝트(14)에 의해 난반사(77)되어 누설된다. 그러므로 제1 광 검출부(76)를 통해 수광되는 광량의 변화를 기초로하여 오브젝트(14)에 의한 터치 유무를 확인할 수 있다. 오브젝트(14)에 의해 터치가 이루어진 것으로 판단되면 제2 발광 소자(82) 및 제2 수광 소자(84)를 구동하여 터치 위치 좌표를 검출한다.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 터치 스크린 장치는 터치 여부를 감지하기 위한 터치 감지 수단을 이용하여 터치 감지 여부를 확인한 후 터치가 감지되면 터치 좌표를 검출하기 위한 좌표 검출 수단을 동작하여 터치 위치 좌표를 검출한다. 그러므로 적외선 방식 또는 카메라 방식을 사용하는 터치 스크린에서 실제로 터치가 이루어지지 않았으나 터치가 이루어진 것으로 인식되는 가상 터치에 의한 터치 오류를 미연에 방지할 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 이중 스캔 구조를 갖는 터치 스크린 장치 및 이를 이용한 터치 감지 방법의 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.
1, 1a, 1b: 터치 스크린 2: 베이스 기판
3, 4: X, Y축 발광 소자 5, 6: X, Y축 수광 소자
7: 제어부 8: 오브젝트
10, 10a-1, 10a-2, 10b, 10c: 터치 스크린 장치
12: 베이스 기판 14: 오브젝트
22: 초음파 송신부 24: 초음파 수신부
26: 초음파 검출부 32, 33: X, Y축 발광소자;
34, 35: X, Y축 수광소자 36: 광 검출부
40: 제어부 51: 정전 용량 성분
52: 정전 감지막 54, 58: X, Y축 터치 감지 라인
55: 절연부 56: 정전 용량 검출부
60: 보호층 62: 제1 전극층
63: 스페이서 64: 제2 전극층
66: 저항 검출부 72: 제1 발광 소자
74: 제1 수광 소자 75: 스캔광
76: 제1 광 검출부 82: 제2 발광 소자
84: 제2 수광 소자 86: 제2 광 검출부

Claims (10)

  1. 터치 감지 영역을 갖는 베이스 기판;
    오브젝트에 의한 터치 여부를 확인하는 터치 감지 수단;
    오브젝트의 터치 좌표를 검출하기 위한 터치 좌표 검출 수단; 및
    터치 감지 수단 및 터치 좌표 검출 수단을 제어하고, 터치 감지 수단 및 터치 좌표 검출 수단으로부터 수신된 정보를 이용하여 터치 여부 및 터치 좌표를 확인하는 제어부를 포함하여 터치 감지 수단을 통해 오브젝트의 터치 여부를 감지한 후 터치 좌표 검출 수단을 통해 오브젝트의 터치 좌표를 검출하는 이중 스캔 구조를 갖는 터치 스크린 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    터치 감지 수단은
    베이스 기판의 표면으로 초음파를 발생하기 위한 초음파 발생기;
    초음파 발생기로부터 송출된 초음파 신호를 수신하기 위한 초음파 수신기; 및
    초음파 발생기 및 초음파 수신기를 제어하고, 초음파 수신기로부터 초음파 신호를 수신하는 초음파 검출부를 포함하여 초음파 방식으로 터치 여부를 감지하는 이중 스캔 구조를 갖는 터치 스크린 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    터치 감지 수단은
    베이스 기판의 전면에 형성되어 오브젝트의 터치에 의해 정전 용량 성분을 발생시키는 정전 감지막; 및
    정전 감지막으로부터 정전 용량 성분을 수신하기 위한 정전 용량 검출부를 포함하여 정전막 방식으로 터치 여부를 감지하는 이중 스캔 구조를 갖는 터치 스크린 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    터치 감지 수단은
    베이스 기판의 일면 또는 양면에 매트리스 형태로 형성되어 정전 용량 성분을 발생시키는 복수 개의 터치 감지 라인; 및
    터치 감지 라인으로부터 정전 용량 성분을 수신하기 위한 정전 용량 검출부를 포함하여 정전막 방식으로 터치 여부를 감지하는 이중 스캔 구조를 갖는 터치 스크린 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    터치 감지 수단은
    베이스 기판의 일면에 형성된 제1, 2 전극층;
    제1 전극층과 제2 전극층 사이에 구비되어 제1 전극층과 제2 전극층을 이격시키기 위한 복수 개의 스페이서; 및
    제1 전극층 또는 제2 전극층 중 어느 하나로부터 저항값을 수신하는 저항 검출부를 포함하여 저항막 방식으로 터치 여부를 감지하는 이중 스캔 구조를 갖는 터치 스크린 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    터치 감지 수단은
    베이스 기판에 설치되어 베이스 기판의 내부로 스캔광을 송출하는 복수 개의 발광 소자;
    베이스 기판의 내부에서 전반사되어 이동된 스캔광을 수신하기 위한 복수 개의 수광 소자; 및
    발광 소자와 수광 소자를 제어하고, 수광 소자로부터 스캔광을 수신하는 광 검출부를 포함하여 적외선 방식으로 터치 여부를 감지하는 이중 스캔 구조를 갖는 터치 스크린 장치.
  7. 제2항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    터치 좌표 검출 수단은 적외선 방식 또는 카메라 방식 중 어느 하나를 이용한 것으로, 상기 적외선 방식은
    베이스 기판의 표면으로 스캔광을 송출하는 복수 개의 발광 소자;
    발광 소자로부터 송출된 스캔광을 수신하는 복수 개의 수광 소자; 및
    발광 소자와 수광 소자를 제어하고, 수광 소자로부터 스캔광을 수신하는 광 검출부를 포함하여 적외선 방식으로 상기 오브젝트의 터치 좌표를 검출하는 이중 스캔 구조를 갖는 터치 스크린 장치.
  8. 오브젝트의 터치 여부를 감지하기 위한 터치 감지 수단을 구동하는 단계;
    터치 감지 수단을 통해 오브젝트에 의한 터치가 감지되면 좌표 검출 수단을 구동하는 단계; 및
    좌표 검출 수단을 통해 오브젝트의 터치 좌표를 검출하는 단계를 포함하는 이중 스캔 구조를 갖는 터치 스크린 장치를 이용한 터치 감지 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    터치 감지 수단은 저항막 방식, 정전 방식, 적외선 방식 또는 초음파 방식 중 어느 하나로 이루어진 이중 스캔 구조를 갖는 터치 스크린 장치를 이용한 터치 감지 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    좌표 검출 수단은 적외선 방식 또는 카메라 방식으로 이루어진 이중 스캔 구조를 갖는 터치 스크린 장치를 이용한 터치 감지 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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