KR970006406B1

KR970006406B1 - 터치 패널 장치

Info

Publication number: KR970006406B1
Application number: KR1019890002726A
Authority: KR
Inventors: 히데시 다마루
Original assignee: 소니 가부시끼 가이샤; 오오가 노리오
Priority date: 1988-03-07
Filing date: 1989-03-06
Publication date: 1997-04-28
Also published as: AU612242B2; DE68907503D1; CA1297554C; EP0332410A2; DE68907503T2; KR890015116A; JPH01315816A; US4888479A; EP0332410B1; EP0332410A3; AU3103089A; JP2705156B2

Abstract

내용없음.

Description

터치 패널 장치

제1도는 본 발명의 한 실시예를 도시하는 회로 구성도.

제2도 및 제3도는 제1도의 동작 설명에 제공하기 위한 플로우챠트.

제4도는 본 발명의 요부의 배치도.

제5도는 본 발명에 의한 발광 소자 및 수광 소자의 구성도.

제6도 및 제7도는 각각 그 지향 특성도.

제8도는 본 발명의 요부를 확대하여 도시하는 배치도.

제9도는 패럴랙스(parallax)의 개선도를 종래와 대비하여 도시하는 도면.

제10도는 좌표 변환 설명도.

제11a도 및 제11b도는 본 발명을 설명하기 위한 측면도 및 상면도.

제12도는 종래 장치의 한 예를 도시하는 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 발광 다이오드 12 : 포트 트랜지스터

21 : 마이크로 컴퓨터 22, 26, 29, 32 : 선택기

본 발명은, 예를 들면, 은행 온라인 시스템, 교육 시스템, 의료관리 시스템, OA 시스템, 생상공정관리 시스템 등의 EA 시스템, 보안 시스템 등의 HA시스템 혹은 통신 시스템 등에 사용하기에 가장 적합한 터치패널 장치에 관한 것이다.

본 발명은 사각형 영상면에 대해서 우측으로 경사져 좌측 윗쪽으로부터 우측 아랫쪽으로 향해서 설치되는 제1빔군과, 사각형 영상면에 대해서 좌측으로 경사져 우측 윗쪽에서 좌측 아랫쪽으로 향해서 설치되는 제2빔군을 갖는 터치 패널 장치에 있어서, 제1빔군에서는 좌측 윗쪽에서 우측 아랫쪽으로 설치된 최초(또는 최후)의 차단빔을 기준빔으로 하여 제1좌표값을 얻고, 제2빔군에서는 우측 윗쪽에서 좌측 아랫쪽으로 배열된 최초(또는 최후)의 차단빔을 기준빔으로 하여 제2좌표값을 얻도록 하고, 또한, 제1 및 제2 좌표값을 얻을 때에 있어서, 연속하여 2이상의 차단빔이 있을 때에는 기준빔과 이 기준빔에 인접하여 차단빔과의 중간값을 제1 및 제2 좌표값으로 하며, 제1 및 제2 좌표값을 얻을 때에 있어서, 연속하여 3이상의 차단빔이 있을 때에는 차단빔의 편균값으로서 제1 및 제2 좌표값을 얻고, 이들 2개의 확정된 좌표값에서 확정된 평면 좌표값을 얻도록 함으로서 터치 패널의 좌표점을 지시하는 순에 의한 오동작의 발생을 가급적 감소하도록 한 것이다.

키보드 대신에, 화면 위를 손가락으로 터치하는 것만으로 입력할 수 있는 터치 패널 장치로서는 종래 각종의 방식이 제안되고 있으며, 제12도에 도시하는 광학 방식은 그 한예이다.

즉, 제12도는 화학망식(적외선 센스 방식)의 구조를 개략적으로 도시하는 것으로서, 표시 화면 주변에 위치하도록 인쇄 회로 기판(1)위에 설치된 복수개와 발광 다이오드(2)가 적외선 빔을 발광하여, 그 반대쪽의 인쇄 회로 기판(3)위에 설치된 복수개의 포토 트랜지스터(4)가 수광하며, 또한, 인쇄 회로 기판⑸위에 설치된 복수개의 발광 다이오드(2)가 적외선 빔을 발광하고, 그 반대쪽의 인쇄 회로 기판(6)위에 설치된 복수개의 포토 트랜지스터(4)가 수광하여 적외선 빔의 격자를 만든다. 즉, 사각형 영상 표시면에 대해서 직교적으로 적외선 빔이 설치되어 있다. 광축에 연하는 각 광전 소자에는 별개의 어드레스를 배당하고 있다. 어드레스를 지정하여 각 발광 다이오드(2)와 이것에 마주하고 있는 포토 트랜지스터(4)를 차례로 변환함으로써, 어느 발광 다이오드(2)가 발행하여, 반대쪽의 어느 포토 트랜지스터(4)가 그 광을 검출하게 되어 있는가를 알 수 있다. 손가락이나 펜으로 표시하는 화면에 접촉하면, 이것이 적외선 빔을 차단한다. 차단된 광빔의 X,Y좌표는 호스트 컴퓨터로 보내져, 위치가 결정된다. 또한, 적외선 빔이 만드는 광 격자면에 손가락을 얹어 빔을 차폐하는 구조 때문에, 센스면(광 격자면)은 평면이다. 또한, (7)은 도통을 시키고자하는 발광 다이오드(2) 및 포토 트랜지스터를 선택하기 위한 전환 회로이다.

그런데 영상 표시면에 표시되는 코맨드 등(도시하지 않음)의 영상을 손가락(인지)로 터치한 경우, 이때 제11a도에서 도시하는 바와 같이 다른 손가락이 열려 있으면 그 손가락(제11a도에서는 엄지 및 중지)와 선단이 광빔(적외선 빔)을 차단하는 일이 있다. 이와 같은 때에 종래의 사각형 영상 표시면에 대해서 직교적으로 적외선 빔이 설치된 터치 패널 장치의 경우, 상하 방향(V방향)의 위치를 검출 결정하는 빔의 발사 수광을 위쪽으로부터 차례로 행하면(즉, 위에서 아래로 주사하면), 영상의 아래 변에서 뻗은 인지의 선단에서 적외선 빔이 차단되어, 이 최초로 차단된 적외선 빔으로 위치가 확정되나, 좌우 방향(H방향)의 위치를 검출 결정하는 빔에 대해서는 인지보다 좌 또는 우측에 있는 엄지 또는 중지(좌수의 경우는 역)가 주사 방향과의 관계로 결정되지만, 인지보다 먼저 적외선 빔을 차단하여 착오된 위치가 확정이 되게 된다. 즉, 종래의 사각형 형상 표시면에 대해서 직교적으로 적외선 빔이 설치된 터치 패널 장치의 경우, 터치 패널의 좌표점을 지시하는 손에 오동작을 일으키는 결점이 있다.

본 발명은 이와 같은 점을 감안한 것으로, 터치 패널의 좌표점을 지시하는 손에 의한 오동작을 감소시킴과 동시에 복수 위치에서 빔이 차단되어도 오동작하는 일이 적은 터치 패널 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 사각형 영상면에 대해서 우측으로 경사져 좌측 윗쪽으로부터 우측 아랫쪽으로 향해서 설치되는 제1빔군과, 사각형 영상면에 대해서 좌측으로 경사져, 우측 윗쪽으로부터 좌측 아랫쪽으로 향해서 설치되는 제2빔군으로 갖는 터치 패널 장치에 있어서, 제1빔군에서는 좌측 윗쪽으로부터 우측 아랫쪽으로 설치된 최초(또는 최후)의 차단빔을 기분빔으로서 제1좌표값을 얻고, 제2빔군에서는 우측 윗쪽으로부터 좌측 아랫쪽으로 설치된 최초(또는 최후)의 처단빔을 기준빔으로 하며, 또한, 제1 및 제2좌표값을 얻음에 있어서, 연속해서 2이상의 차단빔이 있을 때에는 기준빔과 이 기준빔에 인접하는 차단빔과의 중간값을 제1 및 제2좌표값으로 하며, 제1 및 제2좌표값을 얻음에 있어서, 연속하여 3이상의 차단빔이 있을 때에는 차단빔의 평균값으로서 제1 및 제2좌표값을 얻도록 구성하고 있다.

제1빔군 즉, 우측 경사빔(R빔)에서는 좌측 윗쪽으로부터 우측 아랫쪽으로 설치된 최초(또는 최후)의 차단빔을 기준빔으로 하여 제1좌표값을 얻고, 제2빔군 즉, 좌측 경사빔(L빔)에서는 우측 윗쪽에서 좌측 아랫쪽으로 설치된 최초(또는 최후)의 차단빔을 기준빔으로 하여 제2좌표값을 얻으며 연속해서 2이상의 차단빔이 있을 때에는 기준빔과 이 기준빔에 인접하는 차단빔과의 중간값을 제1 및 제2좌표값으로 하며, 연속해서 3이상의 차단빔이 있을 때에는 차단빔의 평균값으로서 제1 및 제2좌표값을 얻어 2개의 확정된 좌표값으로부터 확정한 평면 좌표값을 얻는다. 이에 따라, 터치 패널의 좌표점을 지시하는 손에 의한 오동작이 저감되어 또한 복수 위치에서 빔이 차단되어도 오동작을 하는 일은 적다.

다음에, 본 발명의 한 실시예를 제1도 내지 제11도에 의거하여 상세하게 설명을 한다.

먼저, 본 발명에 의한 터치 패널 장치의 구조를 제4도를 참조하여 설명을 한다. 제4도에 도시하는 원통면 형상의 관면을 갖는 CRT(10)에 대해서도 도시하지 않으나 제12도에서 설명을 한 바와 같은 인쇄 회로 기판을 4방에 설치하여, 하측 및 양측의 인쇄 회로 기판 위에 복수개의 발광 소자 예를 들면 발광 다이오드(11)를 CRT(10)의 만곡면에 따라서 설치함과 동시에 상측 및 양측의 인쇄 회로 기판 위에 발광 다이오드(11)에 대향하여 광 결합 관계에 복수개의 수광 소자 예를 들면, 포토 트랜지스터(12)(제1도)를 설치한다. 발광 다이오드(11)로부터 포토 트랜지스터(12)로 향하는 경사빔은 제4도 실선으로 표시하는 것이 좌경사빔(L빔)이며, 이 좌경사빔은 수선에 대해서 좌로 경사진 빔이 우측 윗쪽에서 좌측 아랫쪽으로 향해서 평행하게 설치되며, 또한 같은 도면에서 점선으로 도시하는 것에 우경사빔(R빔)이며, 이 우경사빔은 수선에 대해서 우로 경사진 빔이 좌측 윗쪽에서 우측 아랫쪽으로 향해서 설치되어 있다. 그래서, 이 설치 순서의 최초(또는 최후)에 차단된 빔을 기준으로 후술하는 바와 같이 좌표를 결정한다. 발광 다이오드(11)는 후술하는 바와 같이 인쇄회로 기판내에 설치된 선택기에 의해 전환되어, 또한 포토 트랜지스터(12)도 인쇄 회로 기판내에 설치된 선택기에 의해 발광 다이오드(11)와 대응하여 전환이되도록 되어 있다. 그래서 우경사 방향 및 좌경사 방향은 발광 다이오드(11) 및 포토 트랜지스터(12)로 형성되는 광 결합 수단에 의힌 광학 방식으로 위치 검출한다. 또한, 발광 다이오드(11) 및 포토 트랜지스터(12)는 양자간의 빔이 CRT(10)의 관면에서 차단되지 않도록 설치한다.

이와 같이하여 우경사 방향 및 좌경사 방향의 광 결합 수단이 설치된 CRT(10)에 대해서 베즐(bazel)(13)을 설절한다.

제5도는 본 실시예에서 사용되는 발광 소자 및 수광 소자로서의 각각의 발광 다이오드(11), 포토 트랜지스터(12)의 한 예를 도시한 것으로, 이 도면에 있어서, (14)는 케이스, (15)는 펠릿, (16)은 애노드 전극 단자 또는 콜렉터 전극 단자, (17)은 캐소드 전극 단자 또는 이미터 전극 단자이다. 그래서, 본 실시예에서는 케이스(14)의 상단쪽에 발광 소자의 경우 방사감도가 최대로 되도록, 또는 수광 소자의 경우 발광 소자로서의 발광 다이오드(11)로부터 적외선 빔에 대해서 각각 최대 감도로 되도록 집광 장치로서의 예를 들면, 렌즈(18)를 설치한다.

이와 같이 하여 케이스(14)의 상단측에 렌즈(18)를 설치하므로서, 발광 다이오드(11)는 제6도에 도시하는 바와 같은 지향 특성을 도시하고, 또한 포토 트랜지스터(12)는 발광 다이오드(11)로부터의 적외선 빔에 대해서 제7도에 도시하는 바와 같은 지향 특성을 도시하고, 최대 감도를 갖는 것을 알 수 있다. 또한, 제6도 및 제7도에 있어서, 최대의 열림각은 감도가 ½로 되는 값을 한계로 한다.

제8도는 대표적으로 포토 트랜지스터(12)의 설치 상태를 확대하여 도시한 것으로, (19)는 적외선 필터이다. 포토 트랜지스터(12)는 상술하는 바와 같이 그 선단부에 집광 장치로서의 레벨을 설치하고 있으므로, 발광 다이오드(11)로부터의 적외선 빔에 대해서 제8도에서 도시하는 바와 같이 최대 감도의 지향특성을 갖는다. 또한, 도시하지 않았으나 발광 다이오드(11)도 포토 트랜지스터(12)에 대해서 그 지향 특성이 최대로 되도록 설치가 된다.

이와 같이, 최소한 상방쪽의 포토 트랜지스터(12)에 하방쪽으로 설치한 쌍을 이루는 발광 다이오드(11)의 방향으로 최대의 감도를 갖도록 집광 장치로서의 렌즈(18)를 설치함으로써, 외부로부터의 광선에 대해서 흐트러짐이 없이 발광 다이오드(11)로부터의 적외선 빔을 효율적으로 수광할 수 있다. 즉, 집광 장치가 없고, 단지 포토 트랜지스터(12)만이면, 외부로부터의 광선 특히 상방으로부터의 광선에 의해 발광 다이오드(11)에서 발생하는 적외선 빔이 영향을 받아서 효율적으로 수광이 않되지만, 상술하는 바와 같이 집광 장치를 설치함으로써, 외란에 대해서 강해져, 효율적으로 수광할 수가 있게 된다.

다음으로 원통 형상의 관면을 갖는 CRT(10)에 대해서 상술하는 바와 같이 발광 다이오드(11) 및 포토 트랜지스터(12)를 비스듬한 방향으로 광 결합 관계를 이루도록 설치함으로써 화면끝에서의 패럴랙스(parallax)가 저감하는 것을 제9도를 참조하여 설명을 한다. 또한, 제9도에서는 복수의 비스듬한 빔중 대표적으로 L빔에 대해서만 설명을 한다.

CRT(10)에 표시되는 제9a도에 도시하는 바와 같은 사각형 영상 표시면(20)을 고려하면, 발광 다이오드(11) 및 포토 트랜지스터(12)간의 빔(L빔)은 영상 표시면(20)내에 실선으로 도시하는 바와 같은 경사빔으로 된다. 이 경사빔중 A-A'로 표시되는 경사빔을 CRT(10)의 관면(10a)과 대비하여 도시하면 제9b도와 같이 된다. 제9b도에 있어서, Lf는 관련(10a)된 만곡 방향 길이, ℓ은 경사빔 A-A'의 수평 방향(영상 표시면의 일변)으로의 투영 길이(빔 경간)이다. 이에 따라 경사빔 A-A'와 관면(10a)이간 거리는 h 또는 h'이다. 한편 관면(10a)의 중심으로부터 수평 방향으로 연장시킨 위치 즉 제12도와 같은 종래의 직교빔 방식의 수평 방향의 빔으로부터 관면(10a)까지의 이간 거리는 H이다. 여기에서 이간 거리 H와 h, h'를 비교하면, 이 제9도에서도 알 수 있듯이 H, h, h'임을 알 수 있다. 즉, 패럴랙스가 제12도와 같은 종래의 장치보다 적은 것을 알 수가 있다. 또한, 경사빔이 만드는 포락면은 원통 형상으로 만곡한 사각형 영상 표시면(20)에 따라서 만곡이 되어 있으므로, 실질적으로 음극선관(10)의 표시면과 평행면을 형성하여, 이 사실로부터도 패럴랙스가 적어지는 것을 알 수 있다.

그러므로, 영상 표시면(20)의 수평 방향과 수직 방향의 비를 4:3으로 한 경우의 경사빔의 수평 방향으로의 투영 길이(빔 경간)가 다음과 같은 각 값을 취할 때, 빔 및 CRT간의 이간 거리 h는 다음의 표1과 같이 된다.

이 표 1에서 관면(10a)의 만곡 방향 길이 Lf에 대해서 경사빔의 수평 방향(영상 표시면의 한편)으로의 투영길이 ℓ가 짧아지는 만큼 이간 거리 h는 적어져 패럴랙스는 저감하는 것을 알 수 있다.

그런데, 이와 같은 원통 형상의 관면을 갖는 CRT의 R빔과 이것에 경사지는 L빔으로 형성이 되는 터치 패널 장치의 좌표계(사교 좌표)는 좌표측에서 서로 독립하는 것은 아니다. 따라서, 좌표 변환에 의해 직교 좌표로 변환하여 사용하기 용이하게 할 필요가 있다. 그 하나의 방법은 우경사 빔(R빔)과 , 이에 대해서 경사지는 좌경사빔(L빔)을 손가락으로 차광함으로써 가(사교 좌표)좌표값(NL,MR)(제10도 참조)에 대응하는 목적(직교 좌표)의 좌표값(Hx,Vy)을 ROM에 준비하여,

(NL,MR) →(Hx,Vy)

의 변환을 하는 방법이다.

그런데, 영상 표시면 위에 장착된 터치 패널에서는 그 영상 하변에 위치하는 조작자가 영상과 마주하여 조작한다. 제 11도는 그때의 손과 터치 패널의 광빔(적외선 빔)의 관계를 도시하는 것으로 제11a도는 그 측면도, 제11b도는 그 상면도이다. 통상 영상 표시면에 표시되는 코맨드 등(도시하지 않음)의 영상을 손가락(안지)으로 터치하나, 이때 다른 손가락이 제11a도는 도시하는 바와 같이 열려 있으면 그 손가락(제11a도의 경우 엄지 및 중지)의 선단이 광빔을 차단하는 일이 있다.

그러나 상술하는 종래의 사각형 영상 표시면에 대해서 직교적으로 적외선이 빔이 설치된 터치 패널 장치의 경우, 상하 방향(V방향)의 위치를 검출 결정하는 빔의 발사 수광을 상측으로부터 차례로 행하면, 즉 위에서 아래로 주사하면, 영상 하변으로부터 뻗은 인지의 선단에서 광빔이 차단되어 이 최초로 차단된 광빔에서 위치가 확정이 되나, 좌우 방향(H방향)의 위치를 검출 결정하는 빔에 대해서는 인지로부터 좌 또는 우측에 있는 엄지 또는 중지(좌측손의 경우는 역)이 주사 방향과의 관계로 정해지지만 인지보다 먼저 광빔을 차단하여 착오 위치가 확정되어 이것에 의해 오동작을 일으켰다.

거기에서, 본 실시예에서는 재차 제11b도에 도시하는 바와 같이 2개의 광빔(적외선 빔)을 조작자의 마주하는 방향(영상의 상하 방향)에 대해서 거의 대상적으로 경사져서 설치함과 동시에, 이 광빔의 우경사빔(R빔)은 좌로부터 우측 방향으로, 즉 1R, 2R, 3R,...(M-1)R, MR,...의 순서로 주사하며, 좌경사빔(L빔)은 우로부터 좌방향으로, 즉 1L, 2L, 3L,...(N-1)L, NL,...의 순서로 주사하도록 한다.

이에 따라 특별히 손을 편 경우를 제외하면 각 배열된 빔은 인지의 선단에서 최초로 차단이 되게 되며, 이에 따라 확정된 좌표값을 얻는다. 또한, 이 경우는 지시한 손 끝을 덮어 씌우는 방향으로 주사하는 경우이나 역으로 지시한 손끝을 거두는 방향으로 주사하여도 좋다. 이때는 인지의 선단에서 마지막으로 차단이 된 위치가 확정한 좌표값으로 된다. 즉 이 경우, R빔은 우로부터 좌측 방향으로, 즉 ...(N+4)R, (N+3)R...NR, (N-1)R...의 순서로 주사하여 L빔은 좌로부터 우측 방향으로, 즉 ...(N+4)L, (N+3)L...NL,(N-1)L...의 순서로 주사하여, 인지의 끝에서 마지막으로 차단이 된 위치를 확정한 좌표값으로 하는 것이다.

그래서, 얻어진 2개의 확정된 좌표값에서 확정된 평면 좌표값을 얻어 착오난 좌표점이 송출되는 일은 없다.

다음의 표 2는 L빔, R빔에 대한 차광 상태의 확정 좌표와의 관계를 도시한 것이다.

표 2에 있어서, 빔 차단(1)은 1빔만이 차단이 된 경우로, 그 차단된 점에서 좌표 확정을 한다. 빔 차단(2)은 인정하는 2빔이 차단된 경우로, 이때는 중간 위치를 갖고 좌표 확정을 한다. 즉, 예를 들면 NL, (N+1)L의 빔이 손으로 인해 차단된 경우, 이 2개의 빔의 중간 위치에 가상적인 빔이 있는 것과 같이 연산 처리를 하여 좌표 확정을 한다. 빔 차단 3이상 4까지는 제1, 제2빔 중간 위치를 갖고 좌표 확정을 한다. 즉, 예를 들면 (N-L)L, NL, (N+1)L의 차례로 빔이 차단된 경우, 최초의 (N-1)L의 빔과 다음의 NL의 빔의 중간 위치로서 좌표확정을 한다.

한편 빔 차단이 연속하여 5빔인 경우나 최초의 1빔이 차단되어, 다음의 1빔이 차단되지 않고, 또다시 다음의 1빔이 재차 차단되는 경우 등 상술하는 경우 이외는 모두 에러로서 취급한다.

이와 같이 차단되는 빔이 1개 또는 복수의 경우는 연속하고 있을 때 (단 4빔까지)에만이 좌표가 확정되며, 복수의 빔이 연속하여 차단될때에는 제1, 제2빔 위치의 중간 위치를 좌표값으로서 확정한다.

또한, 다음 표 3은 L빔, R빔에 대한 다른 차광 상태와 확정 좌표와의 관계를 도시한 것이다.

표 3에 있어서, 빔 차단(1)은 상술하는 표Ⅱ에 있어서와 같은, 그 차단된 점에서 좌표 확정을 한다. 연속하여 2내지 4개의 빔 차단이 있을때는 차단 좌표의 평균값으로서 좌표 확정을 한다. 연속하여 5개 이상의 빔 차단이 있을 때는 제4빔까지의 펴균값으로서 좌표 확정을 한다. 즉 연속하여 2내지 4개의 빔 차단의 경우 항상 검출빔 좌표의 평균값으로 하는 것과 동시에 5개 이상의 경우라도 4개 까지의 검출빔 좌표의 평균값으로 한다. 단, 최초의 검출이 4이상 연속하여 다음의 건너뛴 검출이 4이하인 때에는 유효로 하여, 동일하게 4개까지 검출빔 좌표의 평균값으로 한다.

한편 최초의 빔이 차단되어 다음의 1빔이 차단되지 않고 또다시 다음의 1빔이 다시 차단이 되는 경우등 상술하는 경우 이외는 모두 에러로 취급한다.

또한, 서로 인접하는 2개의 빔, 예를 들면 NL, (N+1)L의 빔이 손가락에 의해 차단이 되는 경우에는 이 2개의 빔이 중간 위치에 가상적인 빔이 있는 것과 같이 연산 처리를 하여 그 좌표를 송출하면 해상도는 빔의 설치 간격의 ½로 되나, 이와 같은 처리를 하는 경우도 있을 수 있는 것으로 하여 최소한 차단된 최초의 빔(상측에서는 NL)의 다음의 빔(동일하게 N+1)L)까지 차단의 유무를 체크하면 좋다.

즉, 본 실시예에서 주목할 것은 최초로 빔이 차단된 위치를 기준으로 하여 확실하게 손가락으로 지시한 확정된 좌표를 얻는 것이다. 또한 상술하는 바에 있어서, 빔의 주사 방향을 역으로 할 때에는 빔의 차단되는 위치를 후술하는 마이크로 컴퓨터의 메모리에 기억하여 둠으로써, 마지막으로 빔이 차단된 위치를 기준으로 하여 확정한 좌표를 얻으면 좋다.

또한, 상술하는 실시예에서는 설치된 좌측 경사빔과 우측 경사빔을 차례로 주사하여 시간적으로 최초로 또는 최후로 차단되는 빔의 위치를 기준으로 하여 손가락으로 지시한 위치의 확정된 좌표를 얻는 방식이지만 본 발명의 목표로 하는 바는 좌측 경사빔과 우측 경사빔의 차단된 빔의 최상단 위치를 기준으로 하여 손끝으로 지시한 확정된 좌표를 얻는 방식인 것은 명백하다. 본 발명의 요지를 보다 분명하게 하기 위해서, 먼저의 설명에 사용한 제11도를 써서 재차 설명을 한다.

동일 도면에 있어서, 광빔의 우측 경사빔(R빔)은 좌측 윗쪽으로부터 우측 아랫쪽 방향으로 차례로(M-1)R, MY, (M+1)R, (M+2)R, (M+3)R, (M+4)R... 광빔의 좌측 경사빔(L빔)은 우측 윗쪽으로부터 좌측 아랫쪽 방향으로 차례로 1L, 2L,...(N-1)L, NL, (N+1)L, (N+2)L, (N+3)L, (N+4)L...로 명명(이 빔을 형성하는 소자, 발광 다이오드 및 포토 트랜지스터를 구동하는 어드레스로 생각하여도 좋다)되어 있다. 이 경우 우측 경사빔(R빔)은 1R, 3R, 5R...(M의 값을 우수로 하여) (M-1)R, (M+1)R, (M+3)R의 순으로 최후(빔 의 총 수에 따라서는 최후의 하나앞)까지 홀수번째를 최초로 주사(빔을 형성)하여, 이어서, 2R, 4R,...MR,(M+2)R, (M+4)R...의 순으로 짝수번째를 최후까지 주사하여, 다음에 동일하게, 좌측 경사빔은 1L, 3L, 5L...(N의 값을 짝수로 하여)(N-1)L, (N+1)L, (N+3)L의 순으로 최후까지 홀수번째를 최초로 주사하여, 이어서 2L, 4L, ...NL,(N+2)L, (N+4)L...의 순으로 짝수번째를 최후까지 수사하도록 하여도 좋다. 즉 상기한 설치순에 있어서 상기 빔의 최초로 차단된 빔(즉 차단된 어드레스, 빔의 번호)를 검출하여, 이 빔의 최상단 위치(동일 도면에서, MR.NL)를 기준으로 하여 손가락으로 지시한 위치[빔 MR, (M+1)R이 차단되어 있는 경우는 그 중간위치 또한 빔 NL, (N+1)L이 차단되어 있는 경우도 그 중간위치]의 확정된 좌표로 얻도록 하면 좋고, 반드시 주사 순서와 일치하는 것은 아니다. 또, 본 실시예에서의 설명에서는 설치 순서와 주사 순서가 같은 예로 설명한다.

제1도는 본 발명의 한 실시예의 회로 구성을 도시하는 것으로, 발광 다이오드(11) 및 포토 트랜지스터(12)는 상술하는 바와 같이 CRT의 만곡면에 경사진 방향의 광 결합 관계로 설치되어 있다.

(21)은 마이크로 컴퓨터(이하, 마이콤이라 함), (22)는 마이콤(21)부터의 어드레스를 지시하는 제어 신호에 의해서 L빔을 형성하는 데에 관련한 발광 다이오드(11)를 전환하기 위한 선택기로서, 그 고정 단자(22) 내지(22) 는 각각 스위칭용 트랜지스터(23) 내지 (23)를 거쳐서 올바른 발광 다이오드(11), (11), (11), (11), (11)의 캐소드에 접속되어, 그 가동 단자(22C)는 저항기(24)을 거쳐서 올바른 전원 단자 +B에 접속된다. 또한 선택기(22)는 개방 고정 단자(22)를 갖는다. 발광 다이오드(11), (11), (11), (11), (11)의 애노드는 공통 접속되어 저항기(25)를 거쳐서 올바른 전원 단자 +B에 접속된다.

또한, (26)은 마이콤(21)으로 부터의 어드레서를 지정하는 제어 신호(선택기(22)로의 어드레스 데이타와 동일)에 의해서 L빔을 형성하는 데에 관련하는 포토 트랜지스터(12)를 전환하기 위한 선택기로서, 그 고정단지(26) 내지 (26)는 각각 포토 트랜지스터(12), (12), (12), (12), (12)의 이미터에 접속되어 그 가동 단자 (26C)는 접지된다. 또한, 선택기(26)는 개방 고정 단자(26)를 갖는다. 포토 트랜지스터(12), (12), (12), (12), (12)의 콜렉터는 공통 접속되어 저항기(27)를 거쳐서 올바른 전원 단자 +B에 접속됨과 동시에 버퍼회로(28)을 거쳐서 마이콤(21)의 포트(1)에 접속된다.

(29)는 마이콤(21)으로부터의 어드레스를 지정하는 제어신호에 따라 R빔을 형성하는 데에 관련한 발광 다이오드(11)을 전환하기 위한 선택기로서, 그 고정단자(29) 내지 (29)는 각각 수위칭용 트랜지스터(30) 내지 (30)를 거쳐서 발광 다이오드(11), (11), (11), (11), (11)의 캐소드에 접속되어, 그 가동 단자(29C)는 저항기(31)를 거쳐서 올바른 전원 단자 +B에 접속된다. 또한, 선택기(29)는 개방 고정단자(29L)를 갖는다. 발광 다이오드(11), (11)의 애노드는 공통 접속되어 저항기(25)를 거쳐서 올바른 전원 단자 +B에 접속된다.

또한, (32)는 마이콤(21)으로부터의 어드레스를 지정하는 제어 신호기(선택기(29)로의 어드레스 데이타와 같음)에 의해서 R빔을 형성하는데 관련한 포토 트랜지스터(12)를 전환하기 위한 선택기로서, 그 고정 단자(32) 내지 (32)는 각각 포토 트랜지스터(12), (12), (12), (12), (12)의 이미터에 접속되어 그 가동 단자(32C)는 접지 된다. 또한, 선택기(32)는 개방 고정 단자(32)를 갖는다. 포토 트랜지스터(12), (12)의 콜렉터는 공통으로 접속되어 저항기(27)를 거쳐서 올바른 전원 단자 +B에 접속됨과 동시에 버퍼 회로(28)을 거쳐서 마이콤(21)의 포트 (1)에 접속된다.

이제, 마이콤(21)의 포트(2)의 데이타 버스로부터의 제어 신호에 의해 선택기(29)의 가동 단자(29C) 및 선택기(32)의 가동 단자(32C)가 각각 개방 고정 단자(29L) 및 (32L)에 접속되어 있는 동안 선택기(22)에서 발광 다이오드(11), (11), (11), (11), (11)이 차례로 구동되며, 이것과 대응하여 선택기(36)에서 포토 트랜지스터(12), (12), (12), (12), (12)가 차례로 구동되서 L빔이 차례로 형성되며, 이 L빔이 손가락으로 차단되어질 때 L좌표가 검출된다.

또한, 마이콤(21)의 포트(2)의 데이타 버스로부터의 제어 신호에 의해 선택기(22)의 가동 단자(22C) 및 선택기(26)의 가동 단자(26C)가 각각 개방 고정 단자(22) 및 (26)에 접속되어 있는 동안 선택기(29)에서 발광 다이오드(11), (11), (11), (11), (11)가 차례로 구동되며, 이것과 대응하여 선택기(32)에서 포토 트랜지스터(12), (12), (12), (12), (12)가 차례로 구동되서 R빔이 차례로 형성되며, 이 R빔이 손가락으로 차단될 때 R좌표가 검출된다.

이와 같이 표시 영역의 하변부의 2방향의 적외선 빔의 발광에 사용되는 발광 다이오드(11) 및 상변부의 2방향의 적외선 빔의 수광에 사용되는 포토 트랜지스터(12)는 L빔과 R빔의 형성을 위해 시분할로, 또는 공통적으로 동작하기 위해 병렬시에 구동된다. 따라서, 빔이 설치 방향에 마주하여 각각 독립하여 각 소자를 설치하는 경우에 비해서 소자수가 적어져 적은 비용이 든다.

또한, 모식도적으로 계획된 제1도에서 명백한 바와 같이 포토 트랜지스터(12)는 모두 하변 방향을 향하고 있기 때문에 외광(태양광, 각종 조명광 : 통상 상방향으로부터 온다)에 대한 감도는 낮고, 수광 지향 특성의 최대값의 방향(각도 0)이 대응하는 발광 다이오드(11)의 방향을 향하고 있지 않아도 광학적인 S/N비는 좋고, 문제없다.

다음에 제1도의 회로 동작을 제2도 및 제3도를 참조하면서 설명한다. 제2도는 1빔 차단되면 그 뒤는 주사를 중지하는 경우이며, 제3도는 1빔 차단되어도 그후의 주사를 속행하여 모든 빔에 대해서 주사를 하는 경우이다.

먼저, 제2도에 관련하여 설명한다. 스텝(41)에서 그때까지 선택기(22)및 (26)를 선택하였을 때의 L빔이 차단된 것을 기억하고 있던 마이콤(21)의 메모리 내용을 지운다. 스텝(42)에서 마이콤(21)으로부터 선택기(22) 및 (26)에 대해서 어드레스 데이타를 공급해서 대응하는 발광 다이오드(10) 및 포토 트랜지스터(12)를 부가시켜서 L빔을 형성한다.

스텝(48)에서 손가락 등으로 L빔이 차단되었는지 여부를 판단하고, 차단되어 있지 않으면 스텝(44)으로 L빔을 형성하고 있는 발광 다이오드(10) 및 포토 트랜지스터(12)를 전환하는 선택기(22) 및 (26)으로의 어드레스 데이타는 최후인지 아닌지를 판단하며, 최후가 아니면 스텝 (45)에서 선택기(22) 및 (26)에 대한 어드레스 데이타를 하나만 없애서 스텝(42)로 되돌아가고, 상술의 동작을 반복해서 스텝(44)에서 최후이면 즉 L빔이 전체에 걸쳐서 차단이 없으면 다시 한번 스텝(41)으로 되돌아가서 상술의 동작을 반복한다.

스텝(43)에서 L빔의 차단이 있으면, 스텝(46)으로 그 L빔을 형성하고 있는 발광 다이오드(11) 및 포토 트랜지스터(12)를 선택하고 있는 선택기(22) 및 (26)에 부여되고 있는 대응하는 어드레스 데이타를 마이콤(21)의 메모리에 L좌표의 정보로서 기억한다. 이때 검출한 어드레스 데이타는 최초에 빔이 차단된 위치를 나타낸다.

다음에 스텝(47)으로 나아가 여기에서 그때까지 선택기(29) 및 (32)를 선택했을 때의 R빔의 차단된 것을 기억하고 있던 마이콤(21)의 메모리의 내용을 지운다. 스텝(48)에서 마이콤(21)으로부터 선택기(29) 및 (32)에 대해서 어드레스 데이타를 공급해서 대응하는 발광 다이오드(11) 및 포토 트랜지스터(12)를 부가시켜서 R빔을 형성한다.

스텝(49)에서 손가락 등으로 R빔이 차단되었는지 여부를 판단하며, 차단되어 있지 않으면 스텝(50)으로 R빔을 형성하고 있는 발광 다이오드(11) 및 포토 트랜지스터(12)를 전환하는 선택기(29) 및 (32)로의 어드레스 데이타는 최후인지 아닌지를 판단하며, 최후가 아니면 스텝(51)으로 선택기(29) 및 (32)에 대한 어드레스 데이타를 하나만 없애서 스텝(48)으로 되돌아가면, 상술한 동작을 반복해서 스텝(50)으로 최후이면 즉 R빔의 전부에 걸쳐서 차단이 없으면 다시 한번 스텝(41)으로 되돌아가서 상술한 동작을 반복한다.

스텝 (49)에서 R빔의 차단이 있으면 스텝(52)으로 그 R빔을 형성하고 있는 발광 다이오드(11) 및 포토 트랜지스터(12)를 선택하고 있는 선택기(2a) 및 (32)에 부여되고 있는 대응하는 어드레스 데이타를 마이콤(21)의 메모리에 R좌표의 정보로서 기억한다. 이때, 검출된 어드레스 데이타는 최초에 빔이 차단된 위치를 나타낸다.

그리고, 스텝(53)으로 마이콤(21)의 메모리에 기억된 각 어드레스 데이타를 반복해서 L좌표 및 R좌표를 산출한다. 또, 마이콤(21)에 있어서 검출된 좌표로 직교 좌표로 변환한다. 즉, 예컨대 상술과 같이 검출된 좌표값을 가좌표값(사교 좌표값)(NL,MR)로 하면, 이것에 대응하는 목적(직교 좌표)의 좌표값(Hz,Vy)를 마이콤(21)에 내장된(ROM)에 준비하고,

(NL,MR) → (Hx,Vy)

의 변환을 행하면 목적으로 하는 참 좌표값 (Hx, Vy)를 구할 수 있다.

다음에 제3도에 관련해서 설명한다.

스텝(41)으로 그때까지 선택기(22) 및 (26)을 선택했을 때의 L빔이 차단된 것을 기억하고 있는 마이콤(21)의 메모리의 내용을 지운다. 스텝(42)으로 마이콤(21)에서 선택기(22) 및 (26)에 대하여 어드레스 데이타를 공급해서 대응하는 발광 다이오드(11) 및 포토 트랜지스터(12)를 부가시켜서 L빔을 형성한다.

스텝(43)으로 손가락 등으로 L빔이 차단되었는지 여부를 판단하며, 차단되어 있지 않으면 스텝(44)으로 L빔을 형성하고 있는 발광 다이오드(11) 빛 포토 트랜지스터(12)를 전환하는 선택기(22) 및 (26)으로의 어드레스 데이타는 최후인지 아닌지를 판단하며, 최후가 아니면 스텝(45)으로 선택기(22) 및 (26)에 대한 어드레스 데이타를 하나만 없해서 스텝(46)으로 되돌아가면 상술한 동작을 반복하다.

또, 스텝(43)으로 L빔의 차단이 있으면 스텝(46)으로 그 L빔을 형성하고 있는 발광 다이오드(10) 및 포토 트랜지스터(12)를 선택하고 있는 선택기(22) 및 (26)에 투여되고 있는 대응하는 어드레스 데이타를 마이콤(21)의 메모리에 L좌표의 정보로서 기억한다. 그리고, 스텝(44)으로 나아가며 상술한 동작을 반복한다.

스텝(48)으로 그때까지 선택기(29) 및 (32)를 선택했을 때의 R빔의 메모리의 내용을 지운다. 스텝(49)로 마이콤(21)에서 선택기(29) 및 (32)에 대해서 어드레스 데이타를 공급해서 대응하는 발광 다이오드(11) 및 포토 트랜지스터(12)를 부가시켜서 R빔을 형성한다.

스텝(50)으로 손가락 등으로 R빔이 차단 되었는지의 여부를 판단하고, 차단되어 있지 않으면 스텝(51)으로 R빔을 형성하고 있는 발광 다이오드(10) 및 포토 트랜지스터(12)를 전환하는 선택기(29) 및 (32)로의 어드레스 데이타는 최후인지 여부를 판단하며, 최후가 아니면 스텝(52)으로 선택기(29) 및 (32)에 대한 어드레스 데이타를 하나만 없해서 스텝(49)으로 되돌아가며, 상술한 동작을 반복한다.

또, 스텝(50)으로 R빔의 차단이 있으면 스텝(53)으로 그 R빔을 형성하고 있는 발광 다이오드(11) 및 포토 트랜지스터(12)를 선택하고 있는 선택기(22) 및 (26)의 메모리에 R좌표의 정보로서 기억한다. 그리고, 스텝(41)로 나아가며, 상술한 동작을 반복한다.

스텝(51)로 최후이면 즉 R빔의 전체에 걸쳐서 차단이 있었는지의 여부에도 불구하고 R빔 전체의 주사가 종료되면 스텝(54)로 나아가며, 여기에서 빔의 차단에 대응해서 검출한 어드레스 데이타는 1개 또는 연속되고 있는지 또는 그 이외인지를 판단하고, 그렇지 않으면 스텝(41)으로 되돌아가서 상술한 동작을 반복, 그렇다면 스텝(55)으로 나아간다.

스텝(55)으로 마이콤(21)의 메모리에 기억된 각 어드레스 데이타를 판독해서 L좌표, R좌표를 산출한다. 이때, 검출한 어드레스 데이타가 1개인 경우는 그대로 확정(데이타를 2배한 값)하며, 검출한 데이타가 복수일 경우는 제1 및 제2데이타를 가산한 값으로 확정한다.

그리고, 상술과 마찬가지로 마이콤(21)에 있어서 검출된 좌표를 직교 좌표로 변환한다. 즉, 예컨대, 상술과 같이 검출된 좌표값을 가좌표값(사교 좌표값)(NL, MR)라 하면, 이것에 대응하는 목적(직교 좌표)의 좌표값(Hx,Vy)를 마이콤(21)에 내장된 ROM에 준비하고,

(NL, MR) (Hx, Vy)

의 변환을 행하면 목적으로 하는 참 좌표값(Hx, Vy)를 구할 수 있다.

또한, 상술한 실시예에서는 L빔, R빔이 각각 대표적으로 5개인 경우에 대해서 설명했는데, 이것은 한 예에 지나지 않으며, 필요에 따라서 임의의 값을 취할 수 있는 것이며 또, 이것에 따라서 발광 다이오드(11)이나 포토 트랜지스터(12)의 수 또는 선택기(22),(26),(29) 및 (32)의 고정 단자의 수도 임의의 값을 취할 수 있는 것이다.

상술과 같이 본 발명에 의하면, 정사각형 타입 영상면에 대해서 우로 경사되며, 좌측 윗쪽에서 우측 아랫쪽으로 향해서 배열되는 제1빔군과, 정사각형 타입 영상면에 대해서 좌로 경사되며, 우측 윗쪽에서 좌측 아랫쪽으로 향해서 배열되는 제2빔군을 가지는 데치 패널 장치에 있어서, 제1빔군에서는 좌측 윗쪽에서 우측 아랫쪽으로 배열된 최초(또는 최후)의 차단빔을 기준빔으로 해서 제1좌표값을 얻으며, 제2빔군에서는 우측 윗쪽에서 좌측 아랫쪽으로 배열된 최초(또는 최후)의 차단빔을 기준빔으로서 제2좌표값을 얻도록 하고, 또, 제1 및 또는 제2좌표값을 얻음에 있어서, 연속해서 그 이상의 차단빔이 있을 때에는 기준빔과 이 기준빔에 인접한 차단빔과의 중간값을 제1 및 제2좌표값을 얻음에 있어서, 연속해서 3이상의 차단빔이 있을 때에는 차단빔의 평균값으로서 제1 및 제2좌표값을 얻으며 이들 두 개의 확정된 좌표값에서 확정된 평면 좌표값을 얻도록 했으므로 터치 패널의 좌표점을 지시하는 손에 의한 오동작의 발생을 저감할 수 있으며, 게다가 복수 위치로 빔이 차단되어도 오동작하는 일이 적다.

Claims

사각형 영상면에 대해서 우측으로 경사지고, 좌측 윗쪽으로부터 우측 아랫쪽으로 향해서 설치되는 제1빔군과, 상기 사각형 영상면에 대해서 좌측으로 경사지고, 우측 윗쪽으로부터 좌측 아랫쪽으로 우측 아래쪽으로 향해서 설치되는 제2빔군을 갖는 터치 패널 장치에 있어서, 상기 제1빔군에서는 좌측 윗쪽으로부터 우측 아랫쪽으로 설치된 최초(또는 최후)의 차단빔을 기준빔으로 하여 제1좌표값을 얻고, 상기 제2빔군에서는 우측 윗쪽으로부터 좌측 아랫쪽으로 설치된 최초(또는 최후)의 차단빔을 기준으로 하여 제2좌표값을 얻도록 하는 것을 특지으로 하는 터치 패널 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2좌표값을 얻음에 있어서, 연속하여 2이상의 차단빔이 있을 때에는 상기 기준빔과 이 기준빔에 인접한 차단빔과 중간값을 제1 및 제2좌표값으로 하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2좌표값을 얻음에 있어서, 연속하여 3이상의 차단빔이 있을 때에는 차단빔의 평균값으로 하여 제1 및 제2좌표값을 얻는 것을 특징으로 하는 터치 패널장치.