JP5459689B2

JP5459689B2 - 光学式タッチスクリーン

Info

Publication number: JP5459689B2
Application number: JP2012543024A
Authority: JP
Inventors: キム，ソン−ハン
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-12-11
Filing date: 2010-12-08
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2030-12-08
Also published as: KR101070864B1; EP2511801A4; JP2013513852A; US20120299879A1; WO2011071305A2; CN102713807A; CN102713807B; US8780087B2; EP2511801A2; KR20110066858A; EP2511801B1; WO2011071305A3

Description

本発明は、指やタッチペンなどを用いて画面をタッチすれば、タッチ座標を認識することができる光学式タッチスクリーンに関する。

液晶ディスプレイ装置（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ；ＬＣＤ）など各種のディスプレイ装置の発達につれて、タッチスクリーンは、ディスプレイ装置とユーザとの間のインターフェースを簡便かつ容易にするための最も効率的な入力装置の１つとなった。このようなタッチスクリーンは、指やタッチペンなどを用いて視覚的に簡単にコンピュータ、携帯電話、金融端末機、ゲーム機などの多様な機器を操作することができるので、その応用分野が非常に広い。

既存のタッチスクリーンを具現する常用化された方式としては、電気的方式と光学的方式とがある。電気式方式としては、抵抗膜方式と静電容量方式とがある。ところで、抵抗膜方式と静電容量方式は、タッチスクリーンの画面サイズが大きくなる場合、コスト高となり、技術的限界が大きいために、小型タッチスクリーンに使われている。

光学式方式としては、赤外線マトリックス方式、カメラ方式などがある。そのうち、赤外線マトリックス方式は、中大型タッチスクリーンに一部使われている。ところが、タッチスクリーンの画面サイズが大きくなるほど、電力消費が多く、コスト高となり、日光、照明などの外部環境による誤作動の問題が大きい。

カメラ方式は、基本的に２個のカメラに見えるタッチ物体の角度からタッチ座標を計算する方式である。既存のカメラ方式は、赤外線マトリックス方式と同様に、日光、照明などの外部環境によって誤作動の問題がある。そして、各カメラの画像に結ぼれたタッチ物体の角度を求めるのに当たって、カメラレンズの歪曲による角度測定の誤差によって精密度が落ちる。また、２つ以上のマルチタッチを同時に感知する過程で計算上のゴースト座標（ｇｈｏｓｔｐｏｉｎｔ）が発生する場合、ゴースト座標の区別に難点が多いという問題点がある。

本発明の課題は、影や外光による影響を受けず、カメラレンズ自体の歪曲による測定誤差なしに、タッチ物体の座標を正確に求めることができる光学式タッチスクリーンを提供するところにある。

また、本発明の課題は、２つ以上のマルチタッチを感知する過程で計算上発生するゴースト座標を区別して、正確な実際座標を求めることができる光学式タッチスクリーンを提供するところにある。

前記の課題を果たすための本発明による光学式タッチスクリーンは、画面のタッチ領域フレームを取り囲むように設けられた本体と、前記本体で上下２個の横辺と左右２個の縦辺とに、前記タッチ領域に向けて一定間隔で赤外線微細座標光源（ｆｉｎｅｇａｕｇｅｌｉｇｈｔｓｏｕｒｃｅ）を発生させるように、それぞれ設けられて、横軸と縦軸との座標基準を提供する赤外線微細座標光源発生部と、前記赤外線微細座標光源発生部によって発生した赤外線微細座標光源を感知するように、前記本体に設けられる２個以上の赤外線カメラと、前記赤外線カメラから感知されたデータに基づいて、前記タッチ領域でタッチされるタッチ物体の座標を算出する制御部と、を含む。

本発明によれば、赤外線微細座標光源をタッチ領域側に発生させ、赤外線微細座標光源のうち、遮断される位置を感知してタッチ物体の座標を求めるために、日光、影、外光などによる影響を受けず、カメラレンズ自体の収差と歪曲とによる測定誤差なしに、安定してタッチ物体の座標を求めうる。

そして、本発明によれば、赤外線微細座標光源発生部が、１個または２個の赤外線発光部の光を微細溝の個数ほど赤外線微細座標光源に分配して発生させるので、電力消費を節減し、大型サイズのタッチスクリーンの製造を容易にする。また、本発明によれば、２個以上のマルチタッチがある場合、計算上発生するゴースト座標を区別して、正確な実際座標を求めうる。

本発明の一実施例による光学式タッチスクリーンに対する構成図である。赤外線微細座標光源発生部の一例を示す正面図である。図２に示された微細座標光源発生部の一部を抜粹して示す部分斜視図である。微細座標光源発生部の他の例を示す斜視図である。微細座標光源発生部のまた他の例を示す正面図である。図５に示された微細座標光源発生部の一部を抜粹して示す部分斜視図である。ルックアップテーブルの一例を示す図である。赤外線カメラによって、各赤外線微細座標光源が位置する地点の角度を測定する過程の一例を説明するための図である。イメージセンサーに赤外線微細座標光源が直線の列を成し、感知される例を説明するための図である。タッチ座標を求める過程を説明するための図である。

以下、添付した図面を参照して、望ましい実施例による本発明を詳しく説明する。

図１は、本発明の一実施例による光学式タッチスクリーンに対する構成図である。図１を参照すると、光学式タッチスクリーン１００は、本体１１０と、赤外線微細座標光源発生部１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄ、赤外線カメラ１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃ、及び制御部１４０とを含む。

本体１１０は、画面タッチ領域１０フレームを取り囲むように設けられる。ここで、画面タッチ領域１０は、液晶ディスプレイ装置など各種のディスプレイ装置の画面タッチ領域に該当する。本体１１０は、赤外線微細座標光源発生部１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄと赤外線カメラ１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃとを装着して支持する。

赤外線微細座標光源発生部１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄは、画面タッチ領域１０で横軸と縦軸との座標基準を提供するためのものである。赤外線微細座標光源発生部１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄは、本体１１０で上下２個の横辺と左右２個の縦辺とにそれぞれ設けられる。

赤外線微細座標光源発生部１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄは、本体１１０の内側４個辺からタッチ領域１０に向けて一定間隔で赤外線微細座標光源を発生させる。ここで、赤外線微細座標光源の発光部位は、タッチ領域１０より外側に位置し、タッチ領域１０の４個辺に一定間隔でそれぞれ配列される。したがって、赤外線微細座標光源は、タッチ領域１０で横軸と縦軸との座標基準として機能する。

赤外線カメラ１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃは、赤外線に対して十分な感度を有するカメラであって、赤外線微細座標光源発生部１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄによって発生した赤外線微細座標光源を感知するように、本体１１０に設けられる。赤外線カメラは、３個であると示されているが、２個または４個であっても良い。

赤外線カメラ１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃは、レンズとイメージセンサーとをそれぞれ含みうる。レンズは、９０゜またはそれ以上の画角を有するように構成することができる。イミジセンサーは、レンズによって結ぼれた被写体に対する光学的像を受けて電気的信号に変換する。イミジセンサーは、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−ＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）イメージセンサーまたはＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌ−ＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサーなどであり得る。

赤外線カメラ１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃは、赤外線微細座標光源のうち、タッチ物体によって遮断される赤外線微細座標光源の位置を感知して、該感知したデータを制御部１４０に提供する。そうすると、制御部１４０は、赤外線カメラ１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃから感知されたデータに基づいて、タッチ領域１０でタッチされるタッチ物体の座標を算出する。

前述したように、赤外線微細座標光源をタッチ領域１０側に発生させ、赤外線微細座標光源のうち、遮断される位置を感知して、タッチ物体の座標を求めるために、日光、影、外光などによる影響を受けず、カメラレンズ自体の収差と歪曲とによる測定誤差なしに、安定してタッチ物体の座標を求めうる。

一方、図２及び図３に示したように、赤外線微細座標光源発生部１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄは、少なくとも１つの赤外線発光部１２１と、微細座標光源分配器１２２とをそれぞれ含みうる。赤外線発光部１２１は、赤外線発光ダイオード（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ；ＬＥＤ）が利用されうる。微細座標光源分配器１２２は、赤外線発光部１２１から発散された光を一定間隔の赤外線微細座標光源に分配する。

一例として、微細座標光源分配器１２２は、透明棒１２３と、拡散部１２４とを含みうる。透明棒１２３は、高屈折率の透明プラスチックまたはガラス材で形成されうる。透明棒１２３の少なくとも一側端部に赤外線発光部１２１が配される。透明棒１２３は、四角形断面を有する形状であり得る。

透明棒１２３は、一側部に長手方向に沿って一定間隔で微細溝１２３ａが形成された構造を有する。透明棒１２３の一側端部に赤外線発光部１２１の光を透過させれば、微細溝１２３ａで乱反射が起こりながら、赤外線微細座標光源がそれぞれ発生する。したがって、透明棒１２３から一定間隔の赤外線微細座標光源が発生しうる。一方、図示していないが、赤外線微細座標光源の光度を高めるために、透明棒１２３の反対側端部に赤外線発光部がさらに配されるか、反射鏡が配置される。

拡散部１２４は、微細溝１２３ａから赤外線微細座標光源が発生する時、赤外線微細座標光源をあらゆる角度で均一に発光させるためのものである。拡散部１２４としては、拡散フィルムが利用されうる。拡散フィルムは、乱反射表面処理された形態からなって、透明棒１２３で微細溝１２３ａが形成された部位に付着されうる。

前述した構造の赤外線微細座標光源発生部１２０は、１個または２個の赤外線発光部１２１の光を微細溝１２３ａの個数ほど赤外線微細座標光源に分配して発生させるので、電力消費を節減し、大型サイズのタッチスクリーンの製造を容易にする。

他の例として、図４に示したように、微細座標光源分配器２２２の透明棒２２３は、一側部２２３ａに長手方向に沿って一定間隔で微細溝２２４が形成され、微細溝２２４が形成された側部２２３ａ面の反対側部２２３ｂに一定間隔の赤外線微細座標光源をそれぞれ発生させる。透明棒２２３の少なくとも一側端部には、赤外線発光部１２１が配される。

前述した透明棒２２３の一側端部に赤外線発光部１２１の光を透過させれば、微細溝２２４でそれぞれ乱反射が起こる。それぞれの微細溝２２４で乱反射された光のうち一部は透明棒２２３の内部を経ながら集束されて、透明棒２２３の反対側部２２３ｂを通じて発散する。したがって、透明棒２２３の反対側部２２３ｂに赤外線微細座標光源が一定間隔で発生しうる。透明棒２２３は、赤外線微細座標光源が画面タッチ領域１０側に向けるように配される。

透明棒２２３で赤外線微細座標光源が位置する側部２２３ｂは、曲面状に形成されてレンズの役割を果たせる。それにより、それぞれの微細溝２２４で乱反射された光のうち一部が透明棒２２３の内部を経て透明棒２２３の反対側部２２３ｂを通じて発散されるように進行する時、集光効果が高くなる。

また、透明棒２２３は、微細溝２２４が形成された側部２２３ａも曲面状に形成されうる。それにより、それぞれの微細溝２２４で乱反射された光の一部が、透明棒２２３の内部方向に集光されるので、透明棒２２３の反対側部２２３ｂを通じて発散する光量を高めうる。

透明棒２２３で微細溝２２４が形成された側部２２３ａ側に反射部材２２５がさらに備えられうる。反射部材２２５は、微細溝２２４で乱反射されて外部に発散される光を透明棒２２３側に反射させて、赤外線微細座標光源の光度をより高めうる。

また他の例として、図５及び図６に示したように、微細座標光源分配器３２２は、ベースフィルム３２３と、光通路３２４と、皮膜３２５、及び拡散部３２６とを含みうる。ベースフィルム３２３は、低屈折率を有するフィルムからなる。光通路３２４は、ベースフィルム３２３上に一定間隔を有するように高屈折率の透明レジン（ｒｅｓｉｎ）で形成される。この際、光通路３２４は、ベースフィルム３２３上に印刷またはエッチングなどの方法で形成されうる。

皮膜３２５は、ベースフィルム３２３上に光通路３２４を覆うように低屈折率のレジンで形成される。皮膜３２５は、ベースフィルム３２３の全体に亘って形成されうる。拡散部３２６は、光通路３２４から赤外線微細座標光源をあらゆる角度で均一に発光させる。拡散部３２６としては、乱反射表面処理された拡散フィルムが利用され、微細座標光源分配器３２２で微細座標光源の発光部位に付着されうる。

ベースフィルム３２３の少なくとも一側面に赤外線発光部１２１の光を入射させれば、入射された光は、光通路３２４の各内部で全反射がなされながら、光通路３２４の各放出地点まで到逹した後、各放出地点で拡散部３２６によって拡散されて発散する。したがって、赤外線発光部１２１の光が、光通路３２４の個数ほど一定間隔の赤外線微細座標光源に分配されて発光することができる。

一方、図１を再び参照すると、赤外線カメラ１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃは、３個に備えられる場合、３個の赤外線カメラ１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃは、本体１１０の３個コーナーに１つずつ配される。例えば、３個の赤外線カメラ１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃは、本体１１０の左下コーナー、右下コーナー、右上コーナーに１つずつ配置される。この際、赤外線カメラ１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃの各中心は、本体１１０の横辺と縦辺とに対して４５゜方向に配される。したがって、赤外線カメラ１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃは、対向側対角線方向の横辺と縦辺とにそれぞれ設けられた赤外線微細座標光源発生部１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄによって発生した赤外線微細座標光源を感知しているようになる。

そして、制御部１４０は、カメラインターフェース１４１と、メモリ１４２、及び演算部１４３とを含みうる。メモリ１４２は、図７に示されたルックアップテーブルをあらかじめ保存しておく。ルックアップテーブルは、次のように作られる。４個の赤外線微細座標光源発生部１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄが設けられた本体１１０の４辺で内側横辺の長さと内側縦辺の長さは、本体１１０の製造時に既に定められている。そして、赤外線微細座標光源発生部１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄによって発生した赤外線微細座標光源の各位置も、本体１１０の製造時に既に定められている。

したがって、３個の赤外線カメラ１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃが位置した地点で各赤外線微細座標光源が位置する地点の角度を測定しておくことができる。すなわち、図８に示したように、右上コーナーの赤外線カメラ１３０Ｃは、対向側対角線方向にある左側縦辺の赤外線微細座標光源発生部１２０Ｄによって発生したｄ_１からｄ_ｎまでｎ個の赤外線微細座標光源と、下側横辺の赤外線微細座標光源発生部１２０Ｃによって発生したｃ_１からｃ_ｍまでｍ個の赤外線微細座標光源とが位置する地点の角度を測定しておくことができる。

同様に、左下コーナーの赤外線カメラ１３０Ａと右下コーナーの赤外線カメラ１３０Ｂも、各赤外線微細座標光源が位置する地点の角度を測定しておくことができる。これにより、あらゆる赤外線微細座標光源に付与された位置番号をインデックス値とし、３個の赤外線カメラ１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃから赤外線微細座標光源の各位置で測定された角度をテーブル値とするルックアップテーブルが作られる。このように作られたルックアップテーブルが、メモリ１４２にあらかじめ保存される。

そして、メモリ１４２は、アドレスマップをあらかじめ保存しておく。アドレスマップは、次のように作られる。右上コーナーの赤外線カメラ１３０Ｃは、対向側対角線方向にある左側縦辺の赤外線微細座標光源発生部１２０Ｄによって発生したｄ_１からｄ_ｎまでｎ個の赤外線微細座標光源と、下側横辺の赤外線微細座標光源発生部１２０Ｃによって発生したｃ_１からｃ_ｍまでｍ個の赤外線微細座標光源とを共に感知しているようになる。したがって、右上コーナーの赤外線カメラ１３０Ｃに備えられたイメージセンサー１３１には、図９に示したように、ｄ_１からｃ_ｍまでｎ＋ｍ個の赤外線微細座標光源が直線の列を成して感知される。

前述したような方式で、左下コーナーの赤外線カメラ１３０Ａに備えられたイメージセンサーには、ｂ_ｎからｂ_１まで赤外線微細座標光源と、ａ_ｍからａ_１まで赤外線微細座標光源とが含まれたｎ＋ｍ個の赤外線微細座標光源が感知される。そして、右下コーナーの赤外線カメラ１３０Ｂに備えられたイメージセンサーには、ｄ_ｎからｄ_１まで赤外線微細座標光源と、ａ_１からａ_ｍまで赤外線微細座標光源とが含まれたｎ＋ｍ個の赤外線微細座標光源が感知される。

以上のように、赤外線カメラ１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃのイメージセンサーにそれぞれ感知された画像データは、カメラインターフェース１４１を通じて制御部１４０に伝達される。制御部１４０は、赤外線カメラ１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃの各画像データに基づいて、赤外線微細座標光源によって感光されたイメージセンサーの画素が位置したデータアドレスを探して識別番号を付与し、識別番号を赤外線微細座標光源の位置番号とマッチングして、アドレスマップをそれぞれ作る。このように作られたアドレスマップが、メモリ１４２にあらかじめ保存される。

メモリ１４２に保存されたルックアップテーブルとアドレスマップとによってタッチ位置の角度は、次のように求められうる。指などのタッチ物体で画面タッチ領域１０をタッチすれば、画面タッチ領域１０側に発生した赤外線微細座標光源のうち、タッチ物体によって遮断された赤外線微細座標光源は、赤外線カメラ１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃに受光されない。したがって、赤外線カメラ１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃの各イメージセンサー上には、遮断された赤外線微細座標光源に該当する画素の感光が中断される。

この際、演算部１４３では、アドレスマップにある画素の感光データを周期的に検査していながら、感光が中断された画素があれば、当該画素のアドレスに付与された識別番号でアドレスマップで当該赤外線微細座標光源の位置番号を読み出す。次いで、演算部１４３は、メモリ１４２に保存されたルックアップテーブルを通じて当該赤外線微細座標光源に対する角度値を求める。

以後、演算部１４３は、求められた角度値に基づいてタッチ物体の座標を演算する。タッチ物体の座標を演算する過程は、次のようになされうる。図１０に示したように、画面タッチ領域１０上にタッチが発生した位置をＰ１とすれば、演算部１４３では、ルックアップテーブルでＰ１を示す角度α_Ｐ１、β_Ｐ１を求める。α_Ｐ１は、左下コーナーの赤外線カメラ１３０Ａから求められた角度であり、β_Ｐ１は、右下コーナーの赤外線カメラ１３０Ｂから求められた角度である。

次いで、本体１１０で、Ｘ軸方向に内側横辺の長さがＷであり、Ｙ軸方向に内側縦辺の長さがＨである時、Ｐ１の座標Ｘ１、Ｙ１は、下記の数式１によって求められうる。

一方、画面タッチ領域１０上にマルチタッチになった場合、演算部１４３は、３個の赤外線カメラ１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃのうち、２個の赤外線カメラ１３０Ａ、１３０Ｂから求められた角度値に基づいてタッチ物体の座標を演算し、該演算されたタッチ物体の座標と残りの１個の赤外線カメラ１３０Ｃから求められた角度値とに基づいて、実際座標とゴースト座標とを区別する。

例えば、マルチタッチの位置をＰ１、Ｐ２と称する。Ｐ１の座標Ｘ１、Ｙ１と、Ｐ２の座標Ｘ２、Ｙ２の座標は、次のように求められる。前述すれば、左下コーナーの赤外線カメラ１３０Ａから求められたα_Ｐ１、α_Ｐ２角度と、右下コーナーの赤外線カメラ１３０Ｂから求められたβ_Ｐ１、β_Ｐ２角度とが交差する組合わせによって、総４個の交差点が発生する。４個の交差点は、α_Ｐ１とβ_Ｐ１との交差点であるＰ１、α_Ｐ２とβ_Ｐ２との交差点であるＰ２、α_Ｐ１とβ_Ｐ２との交差点であるＧ１、α_Ｐ２とβ_Ｐ１との交差点であるＧ２に該当する。Ｐ１、Ｐ２、Ｇ１、Ｇ２のうち、Ｐ１、Ｐ２は、実際座標であり、Ｇ１、Ｇ２は、ゴースト座標である。

Ｇ１、Ｇ２は、右上コーナーの赤外線カメラ１３０Ｃから求められたθ_Ｐ１、θ_Ｐ２角度線上にないので、計算上のみで存在するゴースト座標である。実際座標とゴースト座標との区別は、次のようになされうる。

演算部１４３では、α_Ｐ１、α_Ｐ２、β_Ｐ１、β_Ｐ２の組み合わせで数式１を用いて、Ｐ１、Ｐ２、Ｇ１、Ｇ２の座標値をそれぞれ求める。そして、演算部１４３は、下記の数式２でＸ、ＹにＰ１、Ｇ１の座標値を代入し、θにθ_Ｐ１の角度値を代入する。演算部１４３は、左辺値と右辺値とが同じであれば、実際座標であると判断し、左辺値と右辺値とが異なれれば、ゴースト座標であると判断する。同じ方式で、演算部１４３は、下記の数式２でＸ、ＹにＰ２、Ｇ２の座標値と、θにθ_Ｐ２の角度値とを代入する。演算部１４３は、左辺値と右辺値とが同じであれば、実際座標であると判断し、左辺値と右辺値とが異なれれば、ゴースト座標であると判断する。

もし、画面タッチ領域１０上に３ヶ所以上のマルチタッチがある場合、前述したような同じ原理でゴースト座標を除去し、実際座標を求めうる。

一方、光学式タッチスクリーン１００は、製造コストを節減できるように、２個の赤外線カメラのみ含むこともできる。この場合、２個の赤外線カメラは、本体１１０の４個コーナーのうち、対角線方向の２個のコーナーに１つずつ設けられるが、タッチ領域１０に向けて発生したあらゆる赤外線微細座標光源を感知するように設けられることもある。例えば、３個の赤外線カメラ１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃのうち、右下コーナーの赤外線カメラ１３０Ｂが省略されうる。

もちろん、２個の赤外線カメラは、本体１１０の４個コーナーのうち、隣接した２個のコーナーに１つずつ設けられて、各コーナーの対向側対角線方向にある横辺と縦辺とで発生した微細座標光源を感知することも可能である。例えば、３個の赤外線カメラ１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃのうち、右上コーナーの赤外線カメラ１３０Ｃが省略されうる。

また他の例として、光学式タッチスクリーン１００は、マルチタッチの座標をより正確に感知できるように、４個の赤外線カメラを含みうる。この場合、４個の赤外線カメラは、本体１１０の４個コーナーに１つずつ設けられるが、タッチ領域１０に向けて発生したあらゆる赤外線微細座標光源を感知するように設けられることもある。

本発明は、添付した図面に示された一実施例を参考にして説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これより多様な変形及び均等な他実施例が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の真の保護範囲は、特許請求の範囲によってのみ決定されるべきである。

本発明は、光学式タッチスクリーン関連の技術分野に適用可能である。

Claims

画面のタッチ領域フレームを取り囲むように設けられた本体と、
前記本体で上下２個の横辺と左右２個の縦辺とに、前記タッチ領域に向けて一定間隔で赤外線微細座標光源（ｆｉｎｅｇａｕｇｅｌｉｇｈｔｓｏｕｒｃｅ）を発生させるように、それぞれ設けられて、横軸と縦軸との座標基準を提供する赤外線微細座標光源発生部と、
前記赤外線微細座標光源発生部によって発生した赤外線微細座標光源を感知するように、前記本体に設けられる２個以上の赤外線カメラと、
前記赤外線カメラから感知されたデータに基づいて、前記タッチ領域でタッチされるタッチ物体の座標を算出する制御部と、を含み、
前記制御部は、
あらゆる赤外線微細座標光源に付与された位置番号をインデックス値とし、３個の赤外線カメラから赤外線微細座標光源の各位置で測定された角度をテーブル値とするルックアップテーブルを保存し、前記赤外線カメラの各イメージセンサー上で赤外線微細座標光源によって感光される画素のアドレスに付与された識別番号を、前記位置番号とマッチングしたアドレスマップとを保存するメモリと、
前記識別番号に該当するアドレスマップにある画素の感光データを周期的に検査して、感光が中断された画素があれば、当該画素のアドレスに付与された識別番号で前記アドレスマップで当該赤外線微細座標光源の位置番号を読み出し、前記ルックアップテーブルを通じて当該赤外線微細座標光源に対する角度値を求め、該求められた角度値に基づいてタッチ物体の座標を演算する演算部と、
を含むことを特徴とする光学式タッチスクリーン。
前記それぞれの赤外線微細座標光源発生部は、
少なくとも１つの赤外線発光部と、
前記赤外線発光部から発散された光を一定間隔の赤外線微細座標光源に分配する微細座標光源分配器と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学式タッチスクリーン。
前記微細座標光源分配器は、
少なくとも一側端部に前記赤外線発光部が配され、一側部に長手方向に沿って一定間隔で微細溝が形成された透明棒と、
前記微細溝から赤外線微細座標光源をあらゆる角度で均一に発光させる拡散部と、
を含むことを特徴とする請求項２に記載の光学式タッチスクリーン。
前記微細座標光源分配器は、
一側端部に前記赤外線発光部が配され、一側部に長手方向に沿って一定間隔で微細溝が形成され、前記微細溝でそれぞれ乱反射された光によって、反対側部に一定間隔の赤外線微細座標光源を発生させる透明棒を含むことを特徴とする請求項２に記載の光学式タッチスクリーン。
前記透明棒は、
赤外線微細座標光源が位置する側部が曲面状に形成されて、レンズの役割を行うことを特徴とする請求項４に記載の光学式タッチスクリーン。
前記透明棒は、
前記微細溝が形成された側部が曲面状に形成されて、前記微細溝でそれぞれ乱反射された光を前記透明棒の内部方向に集光させることを特徴とする請求項５に記載の光学式タッチスクリーン。
前記微細溝が形成された側部側に反射部材がさらに備えられたことを特徴とする請求項６に記載の光学式タッチスクリーン。
前記微細座標光源分配器は、
低屈折率のベースフィルムと、
前記ベースフィルム上に一定間隔を有するように高屈折率の透明レジンで形成された光通路と、
前記ベースフィルム上に前記光通路を覆うように低屈折率のレジンで形成された皮膜と、
前記光通路から赤外線微細座標光源をあらゆる角度で均一に発光させる拡散部と、
を含むことを特徴とする請求項２に記載の光学式タッチスクリーン。
前記赤外線カメラは、３個に備えられて、前記本体の３個コーナーに１つずつ配されるが、各中心が、前記本体の横辺と縦辺とに対して４５゜方向に配されることを特徴とする請求項１に記載の光学式タッチスクリーン。
前記演算部は、
マルチタッチの場合、前記３個の赤外線カメラのうち、２個の赤外線カメラから求められた角度値に基づいてタッチ物体の座標を演算し、該演算されたタッチ物体の座標と残りの１個の赤外線カメラから求められた角度値とに基づいて、実際座標とゴースト座標（ｇｈｏｓｔｐｏｉｎｔ）とを区別することを特徴とする請求項１に記載の光学式タッチスクリーン。