KR20160010988A - 3차원 위치정보를 이용한 터치스크린 장치 - Google Patents

3차원 위치정보를 이용한 터치스크린 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20160010988A
KR20160010988A KR1020140091840A KR20140091840A KR20160010988A KR 20160010988 A KR20160010988 A KR 20160010988A KR 1020140091840 A KR1020140091840 A KR 1020140091840A KR 20140091840 A KR20140091840 A KR 20140091840A KR 20160010988 A KR20160010988 A KR 20160010988A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
touch
axis direction
light emitting
coordinate
measurement signal
Prior art date
Application number
KR1020140091840A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101615537B1 (ko
Inventor
김용철
Original Assignee
주식회사 알엔디플러스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 알엔디플러스 filed Critical 주식회사 알엔디플러스
Priority to KR1020140091840A priority Critical patent/KR101615537B1/ko
Priority to PCT/KR2015/007517 priority patent/WO2016013832A1/ko
Priority to US15/325,874 priority patent/US20170192616A1/en
Publication of KR20160010988A publication Critical patent/KR20160010988A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101615537B1 publication Critical patent/KR101615537B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/017—Gesture based interaction, e.g. based on a set of recognized hand gestures
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/0304—Detection arrangements using opto-electronic means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04166—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • G06F3/0421—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means by interrupting or reflecting a light beam, e.g. optical touch-screen
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • G06F3/0428—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means by sensing at the edges of the touch surface the interruption of optical paths, e.g. an illumination plane, parallel to the touch surface which may be virtual
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04101—2.5D-digitiser, i.e. digitiser detecting the X/Y position of the input means, finger or stylus, also when it does not touch, but is proximate to the digitiser's interaction surface and also measures the distance of the input means within a short range in the Z direction, possibly with a separate measurement setup

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

본 발명은 3차원 위치 정보를 검출하는 3차원 위치정보를 이용한 터치스크린 장치에 관한 것으로, 전방측에 터치측정신호를 발신하는 발광소자가 X축 방향으로 일렬로 배치되고, 대향하는 후방측에 터치측정신호를 수신하는 수광소자가 X축 방향으로만 일렬로 배치되어 이루어진 하나의 평면층이 Z축 방향으로 복수로 적층되어 수직층으로 구비되며; 상기 평면층 중 최하단 또는 최상단의 평면층에서부터 터치물체의 2차원 좌표(x, y) 검출을 위해 터치측정신호로 터치물체를 직각스캔 및 빗각스캔 하여 x, y 좌표를 검출한 후, Z축 방향으로 스캔을 진행하여 z 좌표를 검출하여 터치 영역의 x, y, z 좌표를 선택하는 제어부가 포함되어 구성된다.
본 발명에 따르면, 전방측, 후방측, 좌측 및 우측으로 터치측정신호를 발신하는 발광소자와 터치측정신호를 수신하는 수신소자를 대향적으로 배치하고 Z축 방향으로 복수의 층으로 구비한 후, 물체가 검출되면, 해당 높이를 z 축으로 지정하고, z 축에서의 x, y 좌표를 검출하여 3차원 위치 정보를 제공함으로써, 사용자로 하여금 더 큰 흥미와 현실감을 제공할 뿐만 아니라, 모바일 게임 등을 수행하는데 있어서 다양한 기능을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

3차원 위치정보를 이용한 터치스크린 장치{Apparatus for Touch Screen using 3D Position}
본 발명은 3차원 위치정보를 이용한 터치스크린 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 2차원 좌표검출을 기반으로 3차원 위치 정보를 검출하는 3차원 위치정보를 이용한 터치스크린 장치에 관한 것이다.
일반적으로 터치스크린(touch screen)이란 화상 정보 출력 장치인 PDP(Plasma Display Panel), LCD(Liquid Crystal Display) 또는 다른 형태의 FPD(Flat Panel Display) 등의 화면스크린과 사용자 간의 인터페이스를 제공하는 장치를 말한다.
현재 터치스크린은 은행의 현금 자동 입출금 장치, 휴대용 멀티미디어 재생 장치(PMP, portable multimedia player) 등에 널리 상용화되고 있다.
여기서, 터치스크린은 압전 필름 방식과 적외선 방식으로 나누어지며, 압전 필름 방식은 주로 소형 스크린에 사용되며, 적외선 방식은 주로 대각선 길이가 1 미터(40 인치) 이상의 대형 스크린에 사용된다.
종래 기술에 따른 터치스크린은 화면스크린을 둘러싸고 있는 프레임을 포함한다.
화면스크린은 LCD, PDP, OLED 와 같은 디스플레이 장치의 모니터 화면으로 이루어진다.
프레임은 직사각형의 모양을 가지며, 적외선 발광부, 적외선 수광부 등을 포함한다.
화면스크린의 표면에는 화면스크린을 보호하기 위한 강화 유리가 부착될 수 있다.
화면스크린을 둘러싸는 프레임의 내부에는 적외선 발광부와 적외선 수광부가 각각 포함된다.
적외선 발광부는 화면스크린의 좌측 상단에 배치되며, 적외선 수광부는 화면스크린의 우측 상단에 배치된다.
적외선 발광부에는 복수의 적외선 발광 소자가 일렬로 배치되어 있고, 적외선 수광부에는 복수의 적외선 수광 소자가 일렬로 배치되어 있다.
여기서, 적외선 발광 소자와 적외선 수광 소자는 화면스크린보다 높은 위치에 위치하며 서로 마주보는 형태로 배치된다.
즉, 적외선 발광 소자와 적외선 수광 소자는 화면스크린에 대하여 수평 방향으로 위치하며, 적외선 발광 소자에서 발산된 적외선은 적외선 수광 소자로 직접 전달된다.
그러나, 종래 기술에 따르면, 적외선 발광부와 적외선 수광부 사이에 단일층의 적외선만 통과하게 되므로, 터치스크린은 2차원적으로만 조작이 가능한 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1100369호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 전방측, 후방측, 좌측 및 우측으로 터치측정신호를 발신하는 발광소자와 터치측정신호를 수신하는 수신소자를 대향적으로 배치하고 Z축 방향으로 복수의 층으로 구비한 후, 물체가 검출되면, 해당 높이를 z 축으로 지정하고, z 축에서의 x, y 좌표를 검출하여 3차원 위치 정보를 제공함으로써, 사용자로 하여금 더 큰 흥미와 현실감을 제공할 뿐만 아니라, 모바일 게임 등을 수행하는데 있어서 다양한 기능을 제공할 수 있는 3차원 위치정보를 이용한 터치스크린 장치를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 3차원 위치정보를 이용한 터치스크린 장치는 전방측에 터치측정신호를 발신하는 발광소자가 X축 방향으로 일렬로 배치되고, 대향하는 후방측에 터치측정신호를 수신하는 수광소자가 X축 방향으로만 일렬로 배치되어 이루어진 하나의 평면층이 Z축 방향으로 복수로 적층되어 수직층으로 구비되며; 상기 평면층 중 최하단 또는 최상단의 평면층에서부터 복수의 터치물체에 대한 2차원 좌표(x, y)를 동시에 검출하기 위해 터치측정신호로 터치물체를 직각스캔 및 빗각스캔 하여 x, y 좌표를 검출한 후, Z축 방향으로 상기 터치물체에 대한 스캔을 진행하여 z 좌표를 검출하여 터치 영역의 x, y, z 좌표를 선택하는 제어부가 포함되어 구성된다.
그리고, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 3차원 위치정보를 이용한 터치스크린 장치는 전방측에 제1터치측정신호를 발신하는 발광소자가 X축 방향으로 일렬로 배치되고, 대향하는 후방측에 제1터치측정신호를 수신하는 수광소자가 X축 방향으로 일렬로 배치되어 이루어지고, 좌측에 제2터치측정신호를 발신하는 발광소자가 Y축 방향으로 일렬로 배치되고, 대향하는 우측에 제2터치측정신호를 수신하는 수광소자가 Y축 방향으로 일렬로 배치되어 이루어진 하나의 평면층이 Z축 방향으로 복수로 적층되어 수직층으로 구비되며; 상기 평면층 중 최하단 또는 최상단의 평면층에서부터 복수의 터치물체에 대한 2차원 좌표(x, y)를 동시에 검출하기 위해 터치측정신호로 터치물체를 직각 및 빗각스캔 하여 x, y 좌표를 검출한 후, Z축 방향으로 터치측정신호의 스캔을 진행하여 z 좌표를 검출하여 터치 영역의 x, y, z 좌표를 선택하는 제어부가 포함되어 구성된다.
상기 제어부는 평면층에서 2차원 좌표(x, y) 검출을 위해 Z축 방향의 최상단 또는 최하단의 평면층부터 터치측정신호로 터치물체를 스캔을 하면서, 순차적으로 Z축 방향으로 복수의 수광소자들이 스캔을 진행하여 검출된 터치물체의 높이를 z 좌표로 검출하고, z 좌표가 검출된 평면층에서 검출된 2차원 좌표를 x, y로 검출하여 터치영역의 x, y, z 좌표로 선택할 수 있다.
상기 수직층은 Z축 방향으로 발광소자 및 수광소자가 교대로 구비될 수 있다.
상기 빗각스캔에서 빗각은 발광소자가 발신하여 수광소자에 수신된 터치측정신호가 X축 또는 Y축의 평면과 이루는 각도로서, X축 또는 Y축 방향으로 스캔 진행중 빗각의 크기는 일정한 것일 수 있다.
상기 발광소자 및 수광소자는 프레임에 둘러싸여 구비되며, 상기 프레임의 상단에는 발광소자 및 수광소자가 이루는 평면부에서 상부로 이탈하는 터치물체를 감지하도록 상부를 향하여 경사지게 구비된 영상감지부를 구비할 수 있다.
상기 영상감지부의 연장선상의 교차점은 프레임의 중심에 위치할 수 있다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 3차원 위치정보를 이용한 터치스크린 장치는 전방측에 배치된 발광소자가 터치측정신호를 후방측에 배치된 복수의 수광소자에 발신하면, 복수의 수광소자는 터치측정신호를 Z축 방향으로 빗각스캔하여 검출된 정보에 기초하여 z 좌표를 선택하는 제어부가 포함되어 구성된다.
상기 제어부는 복수의 수광소자가 빗각스캔으로 검출한 터치물체의 z 좌표 정보를 직각스캔으로 검출된 위치의 좌표로 환산하여 z 좌표를 선택할 수 있다.
상기 빗각스캔에서 빗각은 발광소자에서 발신하고 수광소자로 수신된 터치측정신호가 Z축의 평면과 이루는 각도로서, Z축 방향으로 스캔 진행중 빗각의 크기는 변화될 수 있다.
발신소자와 수광소자의 배치는 측정신호를 발신하는 발광소자가 Z측 방향의 최하단과 최상단 각각의 위치에서 X축 방향 및 Y축 방향으로 일렬로 배치되고, 상기 최하단 발광소자와 최상단 발광소자 사이에 터치측정신호를 수신하는 수광소자를 Z축 방향으로 복수의 위치에 복수개 배치하며, 그 위치에서 X축 방향으로 및 Y축 방향으로 일렬로 배치될 수 있다.
상기 제어부는 일측의 최하단 또는 최상단에 구비된 발광소자에서 대향되는 타측의 수광소자로 각각 스캔하고, 타측의 최하단 또는 최상단에 구비된 발광소자에서 대향되는 일측의 수광소자로 각각 스캔하여 수광소자에서 검출된 물체의 높이에 기초하여 z 좌표를 검출하고, 상기 빗각스캔으로 검출된 터치물체의 z 좌표 정보에 대응하는 수광소자의 X축 방향 배치정보를 x 좌표, Y축 방향 배치정보를 y 좌표로 선택할 수 있다.
상기 제어부는 터치물체의 이동에 의한 3차원 좌표정보를 검출하고 그 좌표정보의 면적 또는 체적의 변화 또는 직선, 면적 및 체적의 통합적 변화를 미리 정해진 동작으로 판단하는 컴퓨터 프로그램을 구비할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 3차원 위치정보를 이용한 터치스크린 장치에 따르면, 일측의 Z축 최상단에 하나의 발광소자를 배치하고, 대응하는 타측의 Z축 방향으로 다수의 수광소자를 배치하여, 하나의 발광 터치 측정신호를 다수의 수광소자가 Z축으로 빗각 스캔 가능한 구조로 수발광소자를 배치하였다.
이 경우 멀티 터치에서 허상의 제거 정보와 3차원 좌표 검출 정보를 동시에 빠르게 확보할 수 있다.
또한 Z축에 복수의 층으로 배치된 수발광 소자가 터치물체를 Z축을 따라 X, Y축을 순차 스캔하는 과정에서, 터치물체의 z 좌표가 나타나면 더 이상의 직각 또는 빗각 스캔 없이 그 검출된 z 좌표의 위치에 대응하는 x, y 좌표를 검출하여 함께 3차원 위치 정보를 동시에 처리함으로써 처리 속도를 빠르게 할 수 있다.
또한 2차원 좌표에서 X축 빗각 스캔 좌표를 Y축 직각좌표로 환산할 수 있는데, 이 경우 Z축 전체에 대하여도 Y축에 배치되는 발광소자 및 수광소자의 배치를 생략할 수 있는 이점이 있다.
복수의 터치물체를 X축, Y축, Z축에서 빗각 스캔하므로 적외선 직각스캔 방식에서 나타나는 허상을 근본적으로 없앨 수 있다.
또한 영상감지부가 수발광소자와 연동하여 제어되므로, 터치영역 이외의 부분까지 터치물체를 감지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 터치물체의 이동 즉, 손 동작 또는 조작봉 등 특정물체에 대한 3차원 좌표정보의 변화를 계산하여 미리 정해진 손을 오무리는 동작 등 제스처와 매칭시키는 컴퓨터 프로그램을 연동시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 터치스크린 장치를 도시한 예시도이며,
도 2는 본 발명에 따른 터치스크린 장치를 이루는 수직어레이 및 수평어레이를 도시한 사시도이며,
도 3은 도 2에서 A-A' 선에 따른 제1실시예의 단면도이며,
도 4 내지 도 13은 본 발명에 따른 2차원 좌표값 검출을 설명하기 위하여 도시한 예시도이며,
도 14는 도 2에서 A-A' 선에 따른 제2실시예의 단면도이며,
도 15는 본 발명의 제2실시예에 따른 z 축 검출 과정을 설명하기 위하여 도시한 예시도이며,
도 16은 본 발명에 따른 동작 검출 과정을 설명하기 위하여 도시한 예시도이며,
도 17은 본 발명에 따른 영상감지부를 통하여 움직임 검출을 설명하기 위한 예시도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 제1실시에에 따른 터치스크린 장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 화면스크린(100)과, 상기 화면스크린(100)을 둘러싸며 구비된 프레임(700)과, 프레임(700)의 상단 모서리에 구비된 영상감지부(800)가 포함되어 구성된다.
상기 터치스크린 장치에는 후술하는 발광소자 및 수광소자의 동작을 제어하며, 터치물체의 x, y, z 좌표 검출 및 동작 감지를 하는 제어부(미도시)가 포함되어 구성된다.
프레임(700)의 내부에는 도 2에 도시한 바와 같이, 전방측에 제1수직어레이(200), 후방측에 제2수직어레이(300), 우측에 제1수평어레이(400) 및 좌측에 제2수평어레이(500)가 포함되어 구성된다.
도 3에 도시한 바와 같이, 제1수직어레이(200)은 발광소자(211)와 수광소자(215)가 교대로 Z축 방향으로 적층되고, 각각 X축 방향으로 일렬로 연장 배치된다.
상기 제1수직어레이(200)에 대향하는 제2수직어레이(300)는 제1수직어레이(200)와 반대로 발광소자(211)와 수광소자(215)가 교대로 Z축 방향으로 적층된다.
즉, 제1수직어레이(200)에 발광소자(211)가 X축 방향으로 일렬로 배치되면, 이에 대향하는 제2수직어레이(300)는 수광소자(215)가 X축 방향으로 일렬로 배치되어 하나의 평면층인 제1층부(210)를 형성한다.
그리고, 제1수직어레이(200)에 수광소자(211)가 X축 방향으로 일렬로 배치되면, 이에 대향하는 제2수직어레이(300)는 발광소자(215)가 X축 방향으로 일렬로 배치되어 하나의 평면층인 제2층부(210)를 형성한다.
이런식으로 제1수직어레이(200)와 제2수직어레이(300)는 발광소자(211)와 수광소자(215)가 교대로 Z축 방향으로 적층되어 각각 평면층인 제3층부(230), 제4층부(240), ... , 제n층부 까지 구비할 수 있다.
제1수평어레이(400) 및 제2수평어레이(500)도 제1수직어레이(200) 및 제2수직어레이(300)와 마찬가지로 발광소자(211)와 수광소자(215)가 교대로 Z축 방향으로 적층되고, 각각 Y축 방향으로 일렬로 연장 배치된다.
즉, 제1수평어레이(400)에 발광소자(211)가 Y축 방향으로 일렬로 배치되면, 이에 대향하는 제2수평어레이(500)는 수광소자(215)가 Y축 방향으로 일렬로 배치되어 평면층인 제1층부(210)를 형성한다.
그리고, 제1수평어레이(400)에 수광소자(211)가 Y축 방향으로 일렬로 배치되면, 이에 대향하는 제2수평어레이(500)는 발광소자(215)가 Y축 방향으로 일렬로 배치되어 평면층인 제2층부(210)를 형성한다.
이런식으로 제1수평어레이(400)와 제2수평어레이(500)도 발광소자(211)와 수광소자(215)가 교대로 Z축 방향으로 적층되어 각각 평면층인 제3층부(230), 제4층부(240), ... , 제n층부 까지 구비할 수 있다.
한편, 제1수직어레이(200) 및 제1수평어레이(400)가 모두 발광소자(211)로, 제2수직어레이(300) 및 제2수평어레이(500)가 모두 수광소자(215)로 배치할 수도 있으며, 상술한 하나의 층부에서 발광소자(211)와 이에 대향되게 수광소자(215)가 배치된다면 어떠한 형태로든지 제1수직어레이(200), 제2수직어레이(300), 제1수평어레이(400) 및 제2수평어레이(500)를 배치할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1수직어레이(200), 제2수직어레이(300), 제1수평어레이(400) 및 제2수평어레이(500)가 구비되면, 제1수직어레이(200)와 제2수직어레이(300) 또는 제1수평어레이(400)와 제2수평어레이(500)의 마주보는 2개의 어레이만 이용하여 x, y, z 좌표를 검출할 수 있다.
먼저, 최하층에서부터 터치물체(M)를 감지하기 위하여 후술하는 2차원 좌표(x, y) 검출을 위한 스캔을 하고, Z축 방향의 최상층부로 진행하면서 스캔을 반복 한다.
물론, 최상층에서부터 터치물제(M)를 감지하기 위한 2차원 좌표(x, y) 검출을 위한 스캔을 하고, Z축 방향의 최하층부로 진행하면서 스캔을 반복할 수도 있다.
이어서, Z축 방향으로 층부를 변경하면서 스캔을 진행 중에 터치물체(M)가 감지되면, 해당 층부의 높이가 터치물체(M)의 z 좌표가 된다.
이어서, z 좌표가 검출된 터치물체(M)의 2차원 x, y 좌표를 해당 층에서 직각 스캔 및 빗각 스캔으로 검출함으로써, 터치물체(M)의 x, y, z 좌표가 최종 검출된다.
예를 들어, 제1수직어레이(200)와 제2수직어레이(300)를 통하여 최하층인 제1층부(210)에서부터 2차원 좌표 검출을 위한 스캔을 하고, 이어서 Z축 방향으로의 제2층부(220)에서 2차원 좌표 검출을 스캔을 하고, 이어서 Z축 방향으로의 제3층부(230)에서 2차원 좌표 검출을 위한 스캔 중 터치물체(M)가 감지되면, Z축 방향으로의 제3층부(230)에 해당하는 높이가 터치물체(M)의 z 좌표가 된다.
이어서, 제3층부(230)에서 z 좌표가 검출된 터치물체(M)의 2차원 좌표인 x, y 좌표를 직각 및 빗각 스캔하여 검출함으로써, 터치물체(M)의 x, y, z 좌표가 최종 검출된다.
아울러, 제1수직어레이(200)와 제2수직어레이(300)를 통한 2차원 좌표 검출을 위한 스캔을 하고, 이어서, 제1수평어레이(400)와 제2수평어레이(500)를 통한 2차원 좌표 검출을 위한 스캔을 하면, 더욱 정확성이 높게 터치물체(M)의 x, y 좌표를 검출할 수가 있다.
아울러, 본 발명의 제1실시예에 따른 터치스크린에는 상기 프레임(700)의 상단 모서리에는 영상을 감지하는 영상감지부(800)가 상부를 향하여 경사지게 구비된다.
상기 영상감지부(800)의 연장선상의 교차점은 프레임(700)의 중심에 위치한다.
상기 영상감지부(800)를 구비함으로써, 발광소자 및 수광소자로 이루어진 제1수직어레이, 제2수직어레이, 제1수평어레이 및 제2수평어레이가 이루는 평면부에서 상부로 이탈하는 터치물체(M)를 감지할 수 있다.
따라서, 발광소자 및 수광소자로부터 벗어나 터치물체(M)의 위치 검출이 안되더라도, 영상감지부(800)를 통하여 보조적으로 터치물체(M)의 움직임을 감지할 수 있다.
예를 들어, 사용자의 손이 프레임의 내부에 위치할 때에는 손가락의 좌표가 검출이되지만, 프레임을 벗어나면 발광소자와 수광소자에 의한 좌표 검출이 불가하므로, 영상감지부(800)를 통하여 Z축 변화에 따른 움직임을 검출할 수 있다.
이하에서는 제1수직어레이(200), 제2수직어레이(300), 제1수평어레이(400) 및 제2수평어레이(500)를 통한 하나의 평면층에서 2차원 좌표인 x, y 좌표 검출을 위한 과정을 설명한다.
첫번째 경우로, X축 또는 Y 축 중 어느 하나의 축에만 수발신 소자를 배치하여 x, y 좌표를 검출할 수 있다.
예를 들어, X축(제1수직어레이)에는 발신소자를 배치하고 대향하는 타측(제2수직어레이)에는 수신소자를 배치한 후 하나의 발신소자가 수신소자를 향하여 방사상으로 적외선의 터치측정신호를 발신한다.
도 4에 도시한 바와 같이, X축에는 발신소자가 k, k+1, k+d, k+2d 순으로 배치되어 있고, X축에 대향하는 타측에는 수신소자가 XT(k), XT(k+d), ..., XT(k+n) 순으로 배치되어 있다고 가정한다.
여기서 d는 k 발신 소자에서 발신된 적외선이 최초로 도달하는 빗각에 위치한 수신소자의 대응 위치에 해당하는 발신소자의 위치로서, 발신되는 적외선의 기울기를 나타내는 빗각의 크기를 결정하는 요소이다.
도 4에 도시한 A, B, C는 터치 스크린상의 터치 영역으로서, A, B, C 중에서 하나를 선택하여 터치할 수도 있고, 동시에 멀티 터치할 수도 있다.
터치 영역을 이루는 터치물체는 터치측정신호를 차단하게 되는데, X축에 배치된 특정의 발신소자가 적외선 터치신호를 발신하면, 특정의 발신 소자에 대향하여 X축의 직각, 예각, 둔각위치에 나열된 복수의 수신소자들은 터치물체에 차단된 터치신호를 순차적으로 스캔한다.
이때 직각에 위치한 수신소자에 측정된 값이 없으면 해당 수신소자의 X축 방향 위치가 터치물체의 x 좌표가 된다.
이어서, y 좌표를 검출하는 과정을 설명한다.
k 발신소자의 측정신호는 k+d번째 떨어진 수신 소자에 수신되어 그 크기가 측정된다.
A, B, C 터치 영역이 동일한 X축 상에서 A, B, C 순으로 이동 터치되거나 동시에 멀티 터치된 때 k+d 만큼 빗각으로 떨어진 위치의 수신소자가 빗각 측정신호를 수신하도록 한다.
빗각 측정신호가 A, B, C에 의해 차단되어 수신소자에 수신되지 못한 때 그 측정 위치는 새로운 X축 빗각 좌표는 Y축 직교좌표와 선형 관계에 있게되며, 이는 별도의 수학식에 의해 터치물체의 y 좌표로 검출될 수 있다.
참고로, 멀티 터치시 허상이 발생하지 않는 이유를 설명한다.
멀티 터치스크린에서 발생하는 허상은 X축과 Y축에 배치된 수발신 소자의 적외선이 매트릭스 형태로 스캔하는 구조에 기인하여 발생하고 있다.
즉 매트릭스 형태로 발신되는 적외선 스캔신호에서 대각선으로 복수의 터치 영역을 터치할 때 그 복수의 터치영역이 적외선을 차단하는 교차점은 실제 터치 영역뿐 아니라 다른 위치에도 만들어진다.
이는 적외선 스캔 방식에서 발신소자가 발신하는 적외선이 매트릭스 형태로 배열하는 구조로 인해 발생하는 것인바, 상기 첫번째 경우는 발신소자에서 발신하는 적외선이 터치물체를 직교 매트릭스 형태로 스캔하지 않으므로 근본적으로 허상이 발생하지 않는 효과가 있다.
두번째 경우로, 도 5에 도시한 바와 같이, 적외선 수발신 모듈은 가로축에 N개의 발신소자와 세로축에 M개의 발신소자를 그리고 가로축에 N개의 수신소자와 세로축에 M개의 수신소자을 포함한다.
수직축(X축)의 N번째 수신모듈의 수신 소자에서 수신된 적외선 광의 크기를 X(N), 즉 x 좌표로 정의하고, 수평축(Y축) M번째 수신모듈의 수신 소자에서 수신된 적외선 광의 크기를 Y(M), 즉 y 좌표로 정의한다.
따라서, 멀티 터치스크린 장치에서 터치 입력을 인식하기 위해 발신 소자에서 발신된 터치측정 신호가 물체에 의해 간섭되었는지 여부를 확인하는 스캔 X(k)를 0에서 N번째 값까지 그리고 Y(k)를 M번째 값까지를 순차적으로 측정한다.
이어서, 한 번의 스캔을 통해 X(k)와 Y(k), 즉 터치물체의 x, y 좌표를 얻고 이를 통해 적외선의 경로를 방해하는 물체들의 다중좌표와 이 물체들의 지름을 구할 수 있다.
도 6에 도시한 바와 같이, 서로 마주보는 수발신의 쌍이 서로 교대로 엇갈리는 배치도 가능하고, 여기서 스캐닝은 서로 반대로 배치된 수발신 쌍에서 각각 동시에 스캐닝을 실시할 수도 있다.
이와 같은 배치는 적외선의 방사각에 의한 인접 쌍의 동시 스캔 시 측정에 교란하는 문제를 해결하여, 기존 스캔 속도를 약 2배 증가시키는 장점이 있다.
또한, 햇빛과 같이 자연광에 의한 적외선 소자 측정 범위가 넘어가더라도, 즉 반대편의 센서부가 동작하지 않더라도 다른 반대편의 센서부만으로도 터치로써 동작이 가능하게 하는 수발신 배치 방법이다.
다음은, 두번째 경우과 같은 매트릭스 형식으로 배치된 터치스크린에서 멀티 좌표의 허상들을 제거하기 위한 방법을 설명한다.
도 7은, 수신소자가 터치물체를 직각으로 스캔한 다음에 예각, 또는 둔각 순으로 순차 연속 스캔하는 것을 보여주고 있다.
즉 직각, 예각 순으로 반복하여 스캔하거나 직각, 둔각 순으로 반복하여 스캔한다.
먼저, 도 8에 도시한 바와 같이, 수신소자는 발신 소자에서 방사상으로 발신된 적외선 신호를 직각으로 스캔하여 다 점 터치 영역의 x, y 좌표를 측정한다.
물체 A, C, D가 터치 면에 놓여있다면, 허상 B를 구분하지 못하는 상태로 A, B, C와 D의 직교 좌표를 측정하게 된다.
이는 X, Y축 발광부와 수광부 사이에서 적외선 신호가 직교하도록 방사되는데, 대각선으로 멀티 터치되는 경우 서로 다른 복수 터치 영역의 상호 작용으로 만들어지는 허상이 생성된다.
즉, X축에 2개를 Y축에 2개를 감지하여 결국 허상을 포함하여 4개의 터치신호를 발생시킨다.
직각스캔 좌표는 허상을 포함하고 있으므로 도 9에 도시한 바와 같이, 빗각(예각) 스캔을 통하여 측정된 실제 좌표(3개)와 비교하여 거리 차이가 있는 허상 1개를 골라 낼 수 있다.
도 10에 도시한 바와 같이, 오른쪽 방향으로 빗각을 가지도록 즉, 터치 측정 신호가 수신 소자 하부면에 둔각을 가지도록 스캔하여 터치 영역의 좌표를 측정할 수도 있다.
세번째 경우로, 도 11에 도시한 바와 같이, 하나의 수신모듈에 복수의 발신 모듈이 순차적으로 측정신호를 발사하는 방법이 사용될 수 있다.
이경우 또한 직각, 예각, 둔각 순서로 또는 직각, 둔각, 예각 순서로 다수의 발신모듈들이 하나의 수신모듈에 측정신호를 발사할 수 있다.
즉, 하나의 상기 수신 소자에 대하여 직각 및 빗각에 위치한 복수의 상기 발신 소자가 직각, 예각, 둔각 순으로 또는 직각, 둔각, 예각 순으로 상기 수신 소자를 향하여 순차 스캔하는 것이다.
도 11에 도시한 바와 같이, 먼저 발신 소자를 구비한 발신모듈인 A, B, C가 순차로 터치측정신호를 발사한다.
따라서, 터치물체(a, b, c)가 없을 때 수신모듈(D)은 발신모듈 A, B, C의 측정신호를 모두 수신한다.
b 터치물체만 존재할 때 발신모듈 A, B, C의 측정신호 중 B의 측정신호만 수신하지 못하고, a 터치물체만 존재할 때 발신모듈 A, B, C의 측정신호 중 A의 측정신호만 수신하지 못하고, 또한 c 터치물체만 존재할 때 발신모듈 A, B, C의 측정신호 중 C의 측정신호는 수신하지 못한다.
이와 같이 수신모듈에서만 터치물체를 스캔하는 것이 아니라 발신 모듈에서도 터치물체를 다양한 방향에서 스캔하도록 하여 여러 방향에서 동시에 멀티 터치하는 물체를 용이하게 감지할 수 있다.
네번째 경우로, 도 12에 도시한 바와 같이 터치 측정 신호 발신부에서 송출되는 터치 측정 신호는 터치 측정 신호 발신부에서 소정의 각도로 방사상으로 송출되고 미리 정의된 예각, 직각, 둔각에 위치한 3개의 터치 측정 신호 수신부에서 상기 터치 측정 신호를 동시에 측정하도록 한다.
여기서 소정의 개수 단위로 터치 측정 신호 수신부를 모듈화한 후 수신부 모듈(A, B, C)을 소정 개수 단위로 묶어 수신부 모듈 그룹부가 되도록 한다.
한편 터치 측정 신호 발신부 역시 소정 개수의 터치 측정 신호 발신부를 묶어 발신부 그룹부를 구성한다.
수신부 모듈 A, B, C는 각각 하나의 수신부 모듈 신호 변환부에 의해 각 수신부 모듈에 포함된 터치 측정 신호 수신부에서 수신된 터치 측정 신호를 전압 신호로 변환한다.
상기 수신부 모듈 A, B, C에는 각각 아날로그 신호인 전압 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D변환부가 각각 연결되어 제어부에 디지털 값으로 변환된 터치 위치 측정 신호의 수신 값을 출력한다.
상술한 바와 같이 2차원 평면상에서 x, y 좌표를 산출하는 예시를 설명하였으나 이외에 다른 방법으로 2차원 평면상에서 x, y 좌표를 산출할 수 있는 경우라면 본 발명에 적용할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제2실시예에 따른 터치스크린 장치를 설명한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 터치스크린 장치는 도 13에 도시한 바와 같이, 제1수직어레이(200a)는 최하단(210a)과 최상단(290a)에 발광소자(211a)가 구비되어 X축 방향으로 일렬로 연장 배치되고, 최하단(210a)과 최상단(290a) 사이에 Z축 방향으로 수광소자(215a)가 복수로 구비되어 X축 방향으로 일렬로 연장 배치된다.
제1수직어레이(200a)에 대향하는 제2수직어레이(300a)도 최하단(210a)과 최상단(290a)에 발광소자(211a)가 구비되어 X축 방향으로 일렬로 연장 배치되고, 최하단(210a)과 최상단(290a) 사이에 Z축 방향으로 수광소자(215a)가 복수로 구비되어 X축 방향으로 일렬로 연장 배치된다.
마찬가지로, 제1수평어레이도 최하단과 최상단에 발광소자가 구비되어 Y축 방향으로 일렬로 연장 배치되고, 최하단과 최상단 사이에 Z축 방향으로 수광소자가 복수로 구비되어 Y축 방향으로 일렬로 연장 배치된다.
제1수평어레이에 대향하는 제2수평어레이도 최하단과 최상단에 발광소자가 구비되어 Y축 방향으로 일렬로 연장 배치되고, 최하단과 최상단 사이에 Z축 방향으로 수광소자가 복수로 구비되어 Y축 방향으로 일렬로 연장 배치된다.
상술한 바와 같이, 제1수직어레이(200a), 제2수직어레이(300a), 제1수평어레이 및 제2수평어레이가 구비되면, 각각의 최하단(210a) 및 최상단(290a)에 구비된 발광소자가 순서 상관없이 교대로 터치측정신호를 발생시키면서 터치물체(M)의 x, y, z 좌표를 검출할 수 있다.
먼저, 도 14에 도시한 바와 같이, 제1수직어레이(200a)의 최하단(210a)에 구비된 발광소자(211a)에서 대향하는 제2수직어레이(300a)로 터치측정신호를 발신하면, 제2수직어레이(300a)에 구비된 수광소자(215b)는 터치측정신호를 Z축 방향으로 빗각스캔하고, 제1수직어레이(200a)의 최상단(290a)에 구비된 발광소자(291a)에서 대향하는 제2수직어레이(300a)로 터치측정신호를 발신하면, 제2수직어레이(300a)에 구비된 수광소자(215b)는 터치측정신호를 Z축 방향으로 빗각스캔한다.
마찬가지로, 제2수직어레이(300a)의 최하단(210a)에 구비된 발광소자(211b)에서 대향하는 제1수직어레이(200a)로 터치측정신호를 발신하면, 제1수직어레이(200a)에 구비된 수광소자(215a)는 터치측정신호를 Z축 방향으로 빗각스캔하고, 제2수직어레이(300a)의 최상단(290a)에 구비된 발광소자(291b)에서 대향하는 제1수직어레이(200a)로 터치측정신호를 발신하면, 제1수직어레이(200a)에 구비된 수광소자(215a)는 터치측정신호를 Z축 방향으로 빗각스캔한다.
상기 빗각스캔에서 빗각은 발광소자에서 발신하고 수광소자로 수신된 터치측정신호가 Z축의 평면과 이루는 각도로서, Z축 방향으로 스캔 진행중 빗각의 크기는 상부에서 하부로 또는 하부에서 상부로 갈수록 커지게 된다.
이런식으로 제1수직어레이(200a)와 제2수직어레이(300a)이 사이에 구비된 발광소자에서 각각 대향하는 수광소자로 각각 스캔이 이루어지고, 이와 같은 스캔을 X축 방향으로 진행하면서 반복한다.
제1수평어레이와 제2수평어레이 사이에서도, 상술한 제1수직어레이(200a)와 제2수직어레이(300a) 사이에서와 마찬가지로 발광소자에서 각각 대향하는 수광소자로 각각 스캔이 이루어지고, 이와 같은 스캔을 Y축 방향으로 진행하면서 반복한다.
상술한 바와 같이, 제1수직어레이(200a)와 제2수직어레이(300a)이 사이에 구비된 발광소자에서 각각 대향하는 수광소자로 각각 스캔이 이루어지는 중에 터치물체(M)가 감지되면, 도 15에 도시한 바와 같이 대향하는 수광소자에서 Z축 방향으로 PZ에 해당하는 높이에서 터치물체(M)의 위치가 검출된다.
이때, 발광소자의 터치측정신호에 대해 수광소자에서는 빗각스캔이 이루어지므로, 터치물체(M)의 위치를 직각스캔으로 검출된 위치로 보정하는 과정이 필요하다.
이러한 위치 보정은 발광소자와 대향하는 수광소자들 사이에서 삼각측정법을 이용하여 직각스캔으로 검출된 터치물체(M)의 위치인 RZ에 해당하는 높이로 보정할 수 있다.
이어서, 상기 RZ의 높이가 터치물체(M)의 실제 z 좌표가 되는 것이고, 터치물체(M)가 감지된 제1수직어레이(200a)의 발광소자 또는 제2수직어레이(300a)의 수광소자의 X축 방향으로의 위치가 터치물체(M)의 x 좌표가 된다.
마찬가지로, 제1수평어레이와 제2수평어레이에서 발광소자와 대향하는 수광소자로 각각 Y축 방향으로 스캔을 진행하여 터치물체(M)가 감지되었을 때의 발광소자 또는 수광소자의 Y축 방향으로의 위치가 터치물체(M)의 y 좌표가 되어, 터치물체(M)의 x, y, z 좌표가 최종 검출된다.
한편, 제1수평어레이와 제2수평어레이에서 먼저 스캔을 진행하여 터치물체(M)의 y 좌표를 먼저 검출하고, 이어서 제1수직어레이와 제2수직어레이로 스캔을 진행하여 터치물체(M)의 x 좌표를 검출할 수도 있다.
상술한 제1실시예 또는 제2실시예를 통한 터치물체(M)의 3차원 좌표를 검출함으로써, 복수의 터치물체에 대해서도 각각의 3차원 좌표를 검출할 수 있다.
따라서, 복수의 터치물체가 Z축을 따라 이동하면서 복수의 터치물체를 포함하는 영역의 면적 차이가 발생하면 동작의 변화라고 판단할 수 있다.
예를 들어, 도 16에 도시한 바와 같이, 손가락 끝부분을 각각 터치물체로 인식하고, 손가락에 의해 점유된 면적이 Z(t)에서 면적 B 였는데 Z(t+1)로 이동하면서 면적 A로 변화되었다면, 손가락을 오무린 동작이라 판단할 수 있다.
이런식으로 손가락을 회전시킨다거나, 주먹을 쥐었다가 편다거나 하는 등 다양한 동작 판단이 가능하여, 다양한 삼차원 영상장치를 통해 상호작용적인 콘텐츠 개발이 가능하게 하며, 삼차원 첨단 광고 단말 장치, 실감형 홈기기, 3D 게임 엔터테인먼드, Koisk, 온라인 교육, 실감형 정보 검색 단말기등에 적용될 수 있다.
아울러, 본 발명의 제1실시예와 마찬가지로 제2실시예에 따른 터치스크린에도, 도 17에 도시한 바와 같이 상기 프레임(700)의 상단 모서리에는 영상을 감지하는 영상감지부(800)가 상부를 향하여 경사지게 구비된다.
상기 영상감지부(800)의 연장선상의 교차점은 프레임(700)의 중심에 위치한다.
상기 영상감지부(800)를 구비함으로써, 발광소자 및 수광소자로 이루어진 제1수직어레이, 제2수직어레이, 제1수평어레이 및 제2수평어레이가 이루는 평면부에서 상부로 이탈하는 터치물체(M)를 감지할 수 있다.
따라서, 발광소자 및 수광소자로부터 벗어나 터치물체(M)의 위치 검출이 안되더라도, 영상감지부(800)를 통하여 보조적으로 터치물체(M)의 움직임을 감지할 수 있다.
이상의 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 제시하여 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
100: 화면스크린 200: 제1수직어레이
211: 발광소자 215: 수광소자
300: 제2수직어레이 400: 제1수평어레이
500: 제2수평어레이 700: 프레임
800: 영상감지부

Claims (13)

  1. 전방측에 터치측정신호를 발신하는 발광소자가 X축 방향으로 일렬로 배치되고, 대향하는 후방측에 터치측정신호를 수신하는 수광소자가 X축 방향으로만 일렬로 배치되어 이루어진 하나의 평면층이 Z축 방향으로 복수로 적층되어 수직층으로 구비되며;
    상기 평면층 중 최하단 또는 최상단의 평면층에서부터 복수의 터치물체에 대한 2차원 좌표(x, y)를 동시에 검출하기 위해 터치측정신호로 터치물체를 직각스캔 및 빗각스캔 하여 x, y 좌표를 검출한 후, Z축 방향으로 상기 터치물체에 대한 스캔을 진행하여 z 좌표를 검출하여 터치 영역의 x, y, z 좌표를 선택하는 제어부
    가 포함되어 구성된 것을 특징으로 한 3차원 위치정보를 이용한 터치스크린 장치.
  2. 전방측에 제1터치측정신호를 발신하는 발광소자가 X축 방향으로 일렬로 배치되고, 대향하는 후방측에 제1터치측정신호를 수신하는 수광소자가 X축 방향으로 일렬로 배치되어 이루어지고, 좌측에 제2터치측정신호를 발신하는 발광소자가 Y축 방향으로 일렬로 배치되고, 대향하는 우측에 제2터치측정신호를 수신하는 수광소자가 Y축 방향으로 일렬로 배치되어 이루어진 하나의 평면층이 Z축 방향으로 복수로 적층되어 수직층으로 구비되며;
    상기 평면층 중 최하단 또는 최상단의 평면층에서부터 복수의 터치물체에 대한 2차원 좌표(x, y)를 동시에 검출하기 위해 터치측정신호로 터치물체를 직각 및 빗각스캔 하여 x, y 좌표를 검출한 후, Z축 방향으로 터치측정신호의 스캔을 진행하여 z 좌표를 검출하여 터치 영역의 x, y, z 좌표를 선택하는 제어부
    가 포함되어 구성된 것을 특징으로 한 3차원 위치정보를 이용한 터치스크린 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 제어부는 평면층에서 2차원 좌표(x, y) 검출을 위해 Z축 방향의 최상단 또는 최하단의 평면층부터 터치측정신호로 터치물체를 스캔을 하면서, 순차적으로 Z축 방향으로 복수의 수광소자들이 스캔을 진행하여 검출된 터치물체의 높이를 z 좌표로 검출하고, z 좌표가 검출된 평면층에서 검출된 2차원 좌표를 x, y로 검출하여 터치영역의 x, y, z 좌표로 선택하는 것을 특징으로 한 3차원 위치정보를 이용한 터치스크린 장치.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 수직층은 Z축 방향으로 발광소자 및 수광소자가 교대로 구비된 것을 특징으로 한 3차원 위치정보를 이용한 터치스크린 장치.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 빗각스캔에서 빗각은 발광소자가 발신하여 수광소자에 수신된 터치측정신호가 X축 또는 Y축의 평면과 이루는 각도로서, X축 또는 Y축 방향으로 스캔 진행중 빗각의 크기는 일정한 것을 특징으로 한 3차원 위치정보를 이용한 터치스크린 장치.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 발광소자 및 수광소자는 프레임에 둘러싸여 구비되며, 상기 프레임의 상단에는 발광소자 및 수광소자가 이루는 평면부에서 상부로 이탈하는 터치물체를 감지하도록 상부를 향하여 경사지게 구비된 영상감지부를 구비한 것을 특징으로 한 3차원 위치정보를 이용한 터치스크린 장치.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 영상감지부의 연장선상의 교차점은 프레임의 중심에 위치하는 것을 특징으로 한 3차원 위치정보를 이용한 터치스크린 장치.
  8. 전방측에 배치된 발광소자가 터치측정신호를 후방측에 배치된 복수의 수광소자에 발신하면, 복수의 수광소자는 터치측정신호를 Z축 방향으로 빗각스캔하여 검출된 정보에 기초하여 z 좌표를 선택하는 제어부
    가 포함되어 구성된 것을 특징으로 한 3차원 위치정보를 이용한 터치스크린 장치.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 제어부는 복수의 수광소자가 빗각스캔으로 검출한 터치물체의 z 좌표 정보를 직각스캔으로 검출된 위치의 좌표로 환산하여 z 좌표를 선택하는 것을 특징으로 한 3차원 위치정보를 이용한 터치스크린 장치.
  10. 청구항 8에 있어서, 상기 빗각스캔에서 빗각은 발광소자에서 발신하고 수광소자로 수신된 터치측정신호가 Z축의 평면과 이루는 각도로서, Z축 방향으로 스캔 진행중 빗각의 크기는 변화되는 것을 특징으로 하는 3차원 위치정보를 이용한 터치스크린 장치.
  11. 청구항 8에 있어서, 발신소자와 수광소자의 배치는 측정신호를 발신하는 발광소자가 Z측 방향의 최하단과 최상단 각각의 위치에서 X축 방향 및 Y축 방향으로 일렬로 배치되고, 상기 최하단 발광소자와 최상단 발광소자 사이에 터치측정신호를 수신하는 수광소자를 Z축 방향으로 복수의 위치에 복수개 배치하며, 그 위치에서 X축 방향으로 및 Y축 방향으로 일렬로 배치되는 것을 특징으로 한 3차원 위치정보를 이용한 터치스크린 장치.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 제어부는 일측의 최하단 또는 최상단에 구비된 발광소자에서 대향되는 타측의 수광소자로 각각 스캔하고, 타측의 최하단 또는 최상단에 구비된 발광소자에서 대향되는 일측의 수광소자로 각각 스캔하여 수광소자에서 검출된 물체의 높이에 기초하여 z 좌표를 검출하고, 상기 빗각스캔으로 검출된 터치물체의 z 좌표 정보에 대응하는 수광소자의 X축 방향 배치정보를 x 좌표, Y축 방향 배치정보를 y 좌표로 선택하는 것을 특징으로 한 3차원 위치정보를 이용한 터치스크린 장치.
  13. 청구항 1, 청구항 2 및 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어부는 터치물체의 이동에 의한 3차원 좌표정보를 검출하고 그 좌표정보의 면적 또는 체적의 변화 또는 직선, 면적 및 체적의 통합적 변화를 미리 정해진 동작으로 판단하는 컴퓨터 프로그램을 구비한 것을 특징으로 한 3차원 위치정보를 이용한 터치스크린 장치.
KR1020140091840A 2014-07-21 2014-07-21 3차원 위치정보를 이용한 터치스크린 장치 KR101615537B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140091840A KR101615537B1 (ko) 2014-07-21 2014-07-21 3차원 위치정보를 이용한 터치스크린 장치
PCT/KR2015/007517 WO2016013832A1 (ko) 2014-07-21 2015-07-21 3차원 위치정보를 이용한 터치스크린 장치 및 디스플레이 장치
US15/325,874 US20170192616A1 (en) 2014-07-21 2015-07-21 Touch screen device and display device using three-dimensional position information

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140091840A KR101615537B1 (ko) 2014-07-21 2014-07-21 3차원 위치정보를 이용한 터치스크린 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160010988A true KR20160010988A (ko) 2016-01-29
KR101615537B1 KR101615537B1 (ko) 2016-04-26

Family

ID=55163311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140091840A KR101615537B1 (ko) 2014-07-21 2014-07-21 3차원 위치정보를 이용한 터치스크린 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20170192616A1 (ko)
KR (1) KR101615537B1 (ko)
WO (1) WO2016013832A1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190124366A (ko) * 2018-04-26 2019-11-05 이명철 3차원 위치 좌표 인식 장치 및 이를 이용한 3차원 위치 좌표 인식 방법
KR102485208B1 (ko) * 2022-07-14 2023-01-06 (주)아하 격자형 비터치형 센서 및 이를 이용한 키오스크
KR102485195B1 (ko) * 2022-06-29 2023-01-06 (주)아하 인식거리가 향상된 비터치형 센서 및 이를 이용한 키오스크
WO2024005293A1 (ko) * 2022-06-29 2024-01-04 (주) 아하 인식거리가 향상된 비터치형 센서 및 이를 포함하는 디스플레이

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108509087B (zh) * 2018-02-26 2021-04-06 广州华欣电子科技有限公司 测量触摸框触摸高度的方法、装置、机器人及存储介质

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101100369B1 (ko) 2010-04-23 2011-12-30 (주)나노티에스 3차원 터치 위치 검출 장치 및 방법과, 이를 갖는 3차원 터치 스크린 시스템

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101706778B1 (ko) * 2010-07-19 2017-02-27 엘지이노텍 주식회사 광학 터치 스크린
KR101323196B1 (ko) * 2010-10-05 2013-10-30 주식회사 알엔디플러스 멀티 터치 스크린 장치
JP6069601B2 (ja) * 2012-02-21 2017-02-01 国立大学法人島根大学 リハビリ用の３次元水中インタラクティブ装置
KR101372423B1 (ko) * 2012-03-26 2014-03-10 주식회사 알엔디플러스 멀티 터치스크린 장치
KR101238025B1 (ko) * 2012-08-24 2013-03-04 김성한 광학식 터치스크린용 카메라 모듈

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101100369B1 (ko) 2010-04-23 2011-12-30 (주)나노티에스 3차원 터치 위치 검출 장치 및 방법과, 이를 갖는 3차원 터치 스크린 시스템

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190124366A (ko) * 2018-04-26 2019-11-05 이명철 3차원 위치 좌표 인식 장치 및 이를 이용한 3차원 위치 좌표 인식 방법
KR102485195B1 (ko) * 2022-06-29 2023-01-06 (주)아하 인식거리가 향상된 비터치형 센서 및 이를 이용한 키오스크
KR102494754B1 (ko) * 2022-06-29 2023-02-06 (주)아하 인식거리가 향상된 비터치형 키오스크
KR102499513B1 (ko) * 2022-06-29 2023-02-14 (주)아하 인식거리가 향상된 비터치형 센서 모듈
KR102531195B1 (ko) * 2022-06-29 2023-05-10 (주)아하 다수의 비터치형 키오스크를 포함하는 키오스크 시스템
KR102531196B1 (ko) * 2022-06-29 2023-05-10 (주)아하 방역 상황에 따라 운전 모드가 조절되는 비터치형 키오스크 운전 방법
WO2024005293A1 (ko) * 2022-06-29 2024-01-04 (주) 아하 인식거리가 향상된 비터치형 센서 및 이를 포함하는 디스플레이
KR102485208B1 (ko) * 2022-07-14 2023-01-06 (주)아하 격자형 비터치형 센서 및 이를 이용한 키오스크
KR102494759B1 (ko) * 2022-07-14 2023-02-06 (주)아하 격자형 비터치형 센서를 포함하는 비터치형 키오스크
KR102531198B1 (ko) * 2022-07-14 2023-05-10 (주)아하 격자형 센서를 가지는 카오스크의 운전 방법

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016013832A1 (ko) 2016-01-28
KR101615537B1 (ko) 2016-04-26
US20170192616A1 (en) 2017-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101615537B1 (ko) 3차원 위치정보를 이용한 터치스크린 장치
JP5308359B2 (ja) 光学式タッチ制御システム及びその方法
JP5459689B2 (ja) 光学式タッチスクリーン
US9971455B2 (en) Spatial coordinate identification device
EP4075246B1 (en) Stylus for optical touch system
EP3602257A1 (en) Eraser for touch displays
CN102449584A (zh) 光学位置检测设备
CN102722291A (zh) 一种红外多点触摸屏的驱动方法
TWI416385B (zh) 三維互動立體顯示器之指示物位置判斷方法
US9830017B2 (en) Infrared touch screen, touch detection method thereof and display apparatus
US20110216041A1 (en) Touch panel and touch position detection method of touch panel
US20120194511A1 (en) Apparatus and method for providing 3d input interface
US20120007815A1 (en) Multipurpose sensing apparatus and electronic equipment having the same
WO2010137843A2 (ko) 적외선 스캔 방식의 터치스크린 장치
CN103984443A (zh) 红外线触摸屏及触摸点定位方法
KR20080027321A (ko) 십자형 레이저 광과 수광소자를 이용한 원격 무선 포인팅 장치
KR20100066671A (ko) 터치 표시 장치
JP2011081740A (ja) 光式タッチパネル
KR20120066814A (ko) 광 터치 패널
CN102622140A (zh) 一种摄像式多点触摸系统
KR101013777B1 (ko) 터치 디스플레이의 멀티 터치 검출방법
JP2009301250A (ja) 入力装置の複数指示位置の制御装置、その方法及びその記録媒体
KR20170021665A (ko) 광학식 터치스크린 기능을 갖는 디스플레이 장치
KR20120063423A (ko) 광학식 터치스크린
KR101118640B1 (ko) 적외선 감지 카메라 방식의 터치 스크린

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191016

Year of fee payment: 4