KR101778540B1

KR101778540B1 - 터치 센싱 장치

Info

Publication number: KR101778540B1
Application number: KR1020110058723A
Authority: KR
Inventors: 백승찬; 문성학; 이재운; 윤여민; 김정환; 박성희
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2011-06-16
Filing date: 2011-06-16
Publication date: 2017-09-18
Also published as: KR20120139123A

Abstract

본 명세서는 반사경을 통해 넓은 유효 터치 영역을 촬영할 수 있는 터치 센싱 장치에 관한 것이다. 본 명세서의 실시예들에 따른 터치 센싱 장치는, 영상을 표시하는 디스플레이 패널과; 상기 디스플레이 패널 상에 위치되고, 상기 디스플레이 패널 상에 위치한 오브젝트에 의한 터치 영상을 반사하는 곡면을 갖는 제1 반사경과; 상기 제1 반사경에 의해 반사된 터치 영상을 센싱하는 카메라와; 상기 센싱된 터치 영상을 근거로 상기 터치 영상의 좌표를 결정하는 처리부를 포함할 수 있다.

Description

터치 센싱 장치{TOUCH SENSING APPARATUS}

본 명세서는 터치 센싱 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 터치 센싱 장치는 디스플레이를 터치하는 오브젝트(예를 들면, 사용자의 손가락 또는 스틱 등)의 위치를 식별하며, 오브젝트를 통해 하나의 터치 영상이 아닌 복수의 터치 영상을 센싱한다.

본 명세서는 반사경을 통해 넓은 유효 터치 영역을 촬영할 수 있는 터치 센싱 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 명세서는 일부가 절삭된 반사경을 통해 넓은 유효 터치 영역을 촬영하면서 터치 센싱 장치의 두께를 줄일 수 있는 터치 센싱 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 명세서의 실시예들에 따른 터치 센싱 장치는, 영상을 표시하는 디스플레이 패널과; 상기 디스플레이 패널 상에 위치되고, 상기 디스플레이 패널 상에 위치한 오브젝트에 의한 터치 영상을 반사하는 곡면을 갖는 제1 반사경과; 상기 제1 반사경에 의해 반사된 터치 영상을 센싱하는 카메라와; 상기 센싱된 터치 영상을 근거로 상기 터치 영상의 좌표를 결정하는 처리부를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제1 반사경의 반사 범위는 90도 이상일 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제1 반사경은 상부보다 하부의 둘레가 더 넓은 반사 곡면을 갖는 반사경일 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제1 반사경은 원뿔형 반사경 또는 반구형 곡면 반사경일 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 원뿔형 반사경 또는 상기 반구형 곡면 반사경은 상기 디스플레이 패널의 가장 자리에 배치될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 카메라는 상기 원뿔형 반사경의 상부 또는 상기 반구형 곡면 반사경의 상부에 배치될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 카메라는 상기 원뿔형 반사경의 상부 또는 상기 반구형 곡면 반사경의 상부와 대향하도록 상기 원뿔형 반사경의 상부 또는 상기 반구형 곡면 반사경의 상부에 배치되며, 상기 원뿔형 반사경의 하부 또는 상기 반구형 곡면 반사경의 하부는 상기 디스플레이 패널 상에 배치될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제1 반사경은 상부의 일부가 절삭된 원뿔형 반사경이거나 상부의 일부가 절삭된 반구형 곡면 반사경일 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제1 반사경은 상기 디스플레이 패널의 임의의 한 변의 양쪽 가장 자리에 각각 배치되며, 상기 카메라는 상기 제1 반사경의 상부에 각각 배치될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제1 반사경과 상기 카메라 사이에 위치되고, 상기 제1 반사경에 의해 반사된 터치 영상을 상기 카메라 쪽으로 반사하는 제2 반사경을 더 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제2 반사경은 상기 제1 반사경에 의해 반사된 터치 영상을 상기 카메라 쪽으로 반사하기 위해 상기 제1 반사경의 상부에 배치되고, 상기 카메라는 상기 제2 반사경과 대향하는 방향에 위치될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 카메라는 상기 디스플레이 패널의 측면에 위치될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제2 반사경은 평면 반사경, 볼록 반사경, 오목 반사경 중에서 하나일 수 있다.

본 명세서의 실시예들에 따른 터치 센싱 장치는, 액정 디스플레이 패널에 적용되고, 카메라를 통해 촬영된 터치 영상의 좌표를 결정하는 터치 센싱 장치에 있어서, 영상을 표시하는 디스플레이 패널과; 상기 디스플레이 패널 상에 위치되고, 상기 디스플레이 패널 상에 위치한 오브젝트에 의한 터치 영상을 반사하는 곡면을 갖는 제1 반사경과; 상기 제1 반사경의 상부에 위치되고, 상기 제1 반사경에 의해 반사된 터치 영상의 반사 경로를 변경하는 제2 반사경과; 상기 제2 반사경에 의해 반사된 터치 영상을 센싱하는 카메라와; 상기 센싱된 터치 영상을 근거로 상기 터치 영상의 좌표를 결정하는 처리부를 포함하며, 상기 제1 반사경은 상부에서 하부로 갈수록 점차적으로 둘레가 넓어지는 반사 곡면을 갖는 반사경일 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 센싱 장치는, 90도 이상의 반사 범위를 갖는 반사경에 의해 반사되는 유효 터치 영역의 영상(이미지)을 촬영함으로써 평면 거울, 볼록 거울, 오목 거울보다 더 넓은 유효 터치 영역을 촬영할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 센싱 장치는, 90도 이상의 반사 범위를 갖는 반사경에 의해 평면 거울, 볼록 거울, 오목 거울보다 더 넓은 유효 터치 영역을 촬영함으로써 더 넓은 유효 터치 영역의 터치 영상의 좌표를 결정할 수 있는 효과도 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 센싱 장치는, 90도 이상의 반사 범위를 갖는 반사경을 하나 또는 2개만을 디스플레이 패널에 배치하면서도 상기 유효 터치 영역의 전체 영상(이미지)을 촬영하여 상기 터치 영상의 좌표를 결정함으로써 종래보다 적은 수의 반사경 및 적은 수의 카메라가 소요되며, 이로 인해 터치 센싱 장치의 제조 비용을 절감시킬 수 있는 효과도 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 센싱 장치는, 90도 이상의 반사 범위를 갖는 반사경의 상부를 일부 절삭함으로써 터치 센싱 장치의 두께를 감소시킬 수도 있는 효과도 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 센싱 장치는, 90도 이상의 반사 범위를 갖는 제1 반사경의 상부에 제2 반사경을 배치하여 상기 제1 반사경에 의해 반사되는 유효 터치 영역의 영상(이미지)을 상기 제2 반사경을 통해 상기 디스플레이 패널의 측면에 배치된 카메라에 반사시킴으로써, 상기 카메라를 상기 제1 반사경의 상부에 배치했을 때의 터치 센싱 장치의 두께보다 더 박형으로 제조될 수 있는 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 센싱 장치의 구성을 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 센싱 장치에 적용된 반사경을 나타낸 예시도로서, 원뿔형 반사경의 측면(측면도)과 상면(상면도)을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 센싱 장치에 적용된 반사경을 나타낸 예시도로서, 상기 반구형 곡면 반사경의 측면(측면도)과 상면(상면도)을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 센싱 장치에 적용된 카메라의 배치 위치를 나타낸 예시도 이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 센싱 장치에 적용된 반사경의 반사 범위를 나타낸 예시도 이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 센싱 장치의 구성을 나타낸 도이다.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

이하에서는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 센싱(또는 인식) 장치를 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예들에 따른 터치 센싱 장치는 액정 표시장치(Liquid crystal display, LCD) 뿐만 아니라 유기 발광 다이오드소자(Organic Light Emitting Diode, OLED)의 디스플레이 패널, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma display panel, PDP), 전계방출소자(Field Emitting Display, FED)의 디스플레이 패널과 같은 다양한 디스플레이 패널에 적용될 수도 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 센싱 장치의 구성을 나타낸 도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 센싱 장치(100)는, 영상을 표시하는 디스플레이 패널(10)과; 상기 디스플레이 패널(10) 상에 위치되고, 상기 디스플레이 패널(10) 상에 위치한 오브젝트(object)(예를 들면, 사용자의 손가락, 스틱(stick) 등)에 의한 터치 영상을 반사하는 곡면을 갖는 반사경(20)과; 상기 반사경(20)에 의해 반사된 터치 영상을 센싱하는 카메라(30)와; 상기 센싱된 터치 영상을 근거로 상기 터치 영상의 좌표를 결정하는 처리부(40)를 포함한다. 예를 들면, 사용자가 손가락이나 스틱 등의 오브젝트로 디스플레이 패널(10)에 표시된 영상을 터치하면, 그 터치된 영상(터치 영상)은 상기 곡면을 갖는 반사경(20)에 의해 상기 카메라(30) 쪽으로 반사되고, 상기 반사된 터치 영상은 상기 카메라(30)에 의해 촬영(센싱)된다. 상기 카메라(30)는 상기 디스플레이 패널(10)의 유효 터치 영역의 영상(이미지)을 촬영한다.

상기 반사경(20)은 4각의 디스플레이 패널(10)의 임의의 한 변의 가장 자리에 1개 또는 2개 이상이 배치될 수 있다. 상기 반사경(20)은 상부에서 하부로 갈수록 점차적으로 둘레가 넓어지는 곡면을 갖는 반사경일 수 있다.

상기 반사경(20)은 4각의 디스플레이 패널(10)의 임의의 두 변의 가장 자리에 각각 1개 또는 2개 이상이 배치될 수도 있다. 상기 반사경(20)은 4각의 디스플레이 패널(10)의 임의의 두 변의 가장 자리에 각각 1개 또는 2개 이상이 서로 마주보는 방향에 배치될 수도 있다. 상기 카메라(30)의 개수는 상기 반사경(20)의 개수와 동일하게 배치될 수 있다.

상기 반사경(20)은 90도 이상의 반사 범위로 상기 디스플레이 패널(10)의 유효 터치 영역의 영상을 반사하기 위해 상부보다 하부의 둘레가 더 넓은 반사 곡면을 갖는 원뿔형 반사경 또는 반구형 곡면 반사경(또는 반구형 반사경)으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 원뿔형 반사경의 하부 또는 상기 반구형 곡면 반사경의 하부는 상기 디스플레이 패널(10) 상에 배치된다.

상기 카메라(30)는 상기 원뿔형 반사경의 상부 또는 상기 반구형 곡면 반사경의 상부와 미리설정된 거리(예를 들면, 0.1mm 내지 1mm)만큼 이격되어 지지대(도시하지 않음)에 의해 고정되게 배치될 수 있다. 상기 미리설정된 거리는 0.1mm 내지 1mm에 한정되지 않으며, 설계자의 의도에 따라 변경될 수 있다. 반면, 상기 카메라(30)는 상기 원뿔형 반사경의 상부 또는 상기 반구형 곡면 반사경의 상부 상에 상기 지지대에 의해 고정되게 배치될 수도 있다.

상기 카메라(30)는 상기 터치 영상을 수신하기 위해 상기 원뿔형 반사경의 상부 또는 상기 반구형 곡면 반사경의 상부와 대향하도록 배치될 수 있다. 즉, 상기 카메라(30)는 상기 원뿔형 반사경 또는 상기 반구형 곡면 반사경에 의해 반사된 터치 영상을 수신하기 위해 상기 원뿔형 반사경의 상부 또는 상기 반구형 곡면 반사경의 상부와 대향하도록 배치될 수 있다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 센싱 장치에 적용된 반사경을 나타낸 예시도로서, 원뿔형 반사경의 측면(측면도)과 상면(상면도)을 나타낸다.

도 2에 도시한 바와 같이, 상기 반사경(20)은 원뿔형 형상의 반사경(원뿔형 반사경)으로 형성될 수 있거나, 상기 원뿔형 반사경의 상부 일부를 절삭(cutting)할 수도 있다. 예를 들면, 상기 원뿔형 반사경의 전체 반사면 중에서 상기 디스플레이 패널(10)의 유효 터치 영역의 영상(이미지)을 반사하는 반사면(20-1)을 남기고 상기 유효 터치 영역의 영상(이미지)을 반사하는 반사율이 적거나 없는 반사면(20-2)을 절삭하여 상기 반사경(20)을 형성할 수도 있다. 상기 유효 터치 영역의 영상(이미지)을 반사하는 반사율이 미비하거나 없는 반사면(20-2)을 절삭(예를 들면, 상기 원뿔형 반사경의 전체 높이 중에서 10%~30% 이하의 상부)함으로써 상기 원뿔형 반사경의 높이를 낮출 수 있으며, 이로 인해 상기 터치 센싱 장치를 박형(thin)으로 제작할 수 있다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 센싱 장치에 적용된 반사경을 나타낸 예시도로서, 상기 반구형 곡면 반사경의 측면(측면도)과 상면(상면도)을 나타낸다.

도 3에 도시한 바와 같이, 상기 반사경(20)은 상기 반구형 곡면 반사경으로 형성될 수 있거나, 상기 반구형 곡면 반사경의 전체 반사면 중에서 상기 유효 터치 영역의 영상(이미지)을 반사하는 반사면(20-3)을 남기고 상기 유효 터치 영역의 영상(이미지)을 반사하는 반사율이 미비하거나 없는 반사면(20-4)을 절삭하여 상기 반사경(20)을 형성할 수도 있다. 상기 유효 터치 영역의 영상(이미지)을 반사하는 반사율이 미비하거나 없는 반사면(20-4)을 절삭(예를 들면, 상기 반구형 곡면 반사경의 전체 높이 중에서 10%~30% 이하의 상부)함으로써 상기 반구형 곡면 반사경의 높이를 낮출 수 있으며, 이로 인해 상기 터치 센싱 장치를 박형(thin)으로 제작할 수 있다.

상기 카메라(30)는 렌즈를 통해 입력된 2차원 영상(터치 영상)을 디지털 신호로 변환할 수 있는 CCD(charge coupled device), CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 센서로 구성될 수 있다.

상기 처리부(40)는 상기 터치 영상의 위치를 디스플레이 패널(10)의 좌표로서 인식하여 사용자가 오브젝트를 통해 터치한 지점(좌표)을 결정한다. 상기 터치 영상의 위치를 디스플레이 패널(10)의 좌표로 인식하여 사용자가 오브젝트를 통해 터치한 지점(좌표)을 결정하는 방법 자체는 본원 출원인이 한국에 출원한 특허 출원번호 10-2006-0128864에도 개시되어 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 처리부(40)는 90도 이상의 범위의 영상을 반사할 수 있는 원뿔형 반사경 또는 반구형 곡면 반사경에 의해 반사되는 영상에 대응하는 현재 영상 프레임(frame)과 이전 영상 프레임을 비교하여 터치 영상을 검출하고, 그 검출한 터치 영상으로부터 터치 포인트(touching point)의 각도를 산출하고, 그 산출한 각도 및 디스플레이 패널(10)의 사이즈(size) 정보를 근거로 상기 터치 영상의 좌표(x,y)를 계산하고, 그 계산된 터치 영상의 좌표를 출력하거나 상기 디스플레이 패널(10) 상에 표시할 수도 있다.

상기 디스플레이 패널은 LCD 패널일 수 있다. 상기 LCD 패널은 자발광 특성이 없기 때문에 터치 센싱 장치는 영상을 표시하기 위한 광을 제공하는 백라이트(200)를 포함할 수 있다.

상기 백라이트(200)는 자체적으로 발광하지 못하는 LCD 패널에 광을 제공하기 위해 선광원(Cold Cathode Fluorescence Lamp, CCFL)이나, 점광원(Light Emitting Diode, LED)을 확산판과 반사판, 프리즘 시트와 같은 광학 필름과 결합하여 면광원(surface light source) 형태로 나타낼 수도 있다. 상기 확산판, 반사판, 프리즘 시트와 같은 광학 필름은 이미 공지된 기술이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 센싱 장치에 적용된 카메라의 배치 위치를 나타낸 예시도 이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 센싱 장치에 적용된 카메라(30)가 2대라고 가정할 때 제1 카메라와 제2 카메라는 4각의 디스플레이 패널(10)의 임의의 한 변의 양쪽 가장 자리에 각각 배치될 수 있다. 상기 반사경(20)은 상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라의 하부에 각각 1개씩 배치되며, 상기 반사경(20)의 곡면은 90도 이상의 반사 범위를 갖는다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 센싱 장치에 적용된 반사경의 반사 범위를 나타낸 예시도 이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 상기 제1 카메라의 하부에 배치된 상기 반사경(예를 들면, 반구형 곡면 반사경 또는 원뿔형 반사경)의 반사 범위와 상기 제2 카메라의 하부에 배치된 상기 반사경(예를 들면, 반구형 곡면 반사경 또는 원뿔형 반사경)의 반사 범위는 각각 90도 이상의 반사 범위를 갖는다. 따라서, 상기 카메라(30)(예를 들면, 제1 카메라 및 제2 카메라)는 반구형 곡면 반사경 또는 원뿔형 반사경에 의해 반사되는 상기 유효 터치 영역의 전체 영상(이미지)을 촬영할 수 있다.

상기 처리부(40)는 90도 이상의 범위의 영상을 반사할 수 있는 원뿔형 반사경 또는 반구형 곡면 반사경에 의해 반사되는 영상에 대응하는 현재 영상 프레임(frame)과 이전 영상 프레임을 비교하여 터치 영상을 검출하고, 그 검출한 터치 영상으로부터 터치 포인트(touching point)의 각도를 산출하고, 그 산출한 각도(예를 들면, 제1 카메라에 의해 촬영된 터치 영상으로부터 제1 터치 포인트의 각도(

) 및 제2 카메라에 의해 촬영된 터치 영상으로부터 상기 제1 터치 포인트의 각도(

)) 및 디스플레이 패널(10)의 사이즈(size) 정보를 근거로 상기 터치 영상의 좌표(x,y)를 계산하고, 그 계산된 터치 영상의 좌표를 출력하거나 상기 디스플레이 패널(10) 상에 표시한다.

따라서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 센싱 장치는, 90도 이상의 반사 범위를 갖는 반사경에 의해 반사되는 유효 터치 영역의 영상(이미지)을 촬영함으로써 평면 거울, 볼록 거울, 오목 거울보다 더 넓은 유효 터치 영역을 촬영할 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 센싱 장치는, 90도 이상의 반사 범위를 갖는 반사경에 의해 평면 거울, 볼록 거울, 오목 거울보다 더 넓은 유효 터치 영역을 촬영함으로써 더 넓은 유효 터치 영역의 터치 영상의 좌표를 결정할 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 센싱 장치는, 90도 이상의 반사 범위를 갖는 반사경을 하나 또는 2개만을 디스플레이 패널에 배치하면서도 상기 유효 터치 영역의 전체 영상(이미지)을 촬영하여 상기 터치 영상의 좌표를 결정함으로써 종래보다 적은 수의 반사경 및 적은 수의 카메라가 소요되며, 이로 인해 터치 센싱 장치의 제조 비용을 절감시킬 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 센싱 장치는, 90도 이상의 반사 범위를 갖는 반사경의 상부를 일부 절삭함으로써 터치 센싱 장치의 두께를 감소시킬 수도 있다.

이하에서는, 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 센싱(또는 인식) 장치를 도 6을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예들에 따른 터치 센싱 장치는 액정 표시장치(Liquid crystal display, LCD) 뿐만 아니라 유기 발광 다이오드소자(Organic Light Emitting Diode, OLED)의 디스플레이 패널, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma display panel, PDP), 전계방출소자(Field Emitting Display, FED)의 디스플레이 패널과 같은 다양한 디스플레이 패널에 적용될 수도 있다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 센싱 장치의 구성을 나타낸 도이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 센싱 장치(100)는, 상기 카메라(30)를 상기 반사경(20)의 상부가 아닌 상기 디스플레이 패널(10)의 측면에 설치하여 상기 터치 센싱 장치(200)의 두께를 감소시키기 위하여 반사경을 더 포함할 수 있다.

예를 들면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 센싱 장치(100)는, 영상을 표시하는 디스플레이 패널(10)과; 상기 디스플레이 패널(10) 상에 위치되고, 상기 디스플레이 패널(10) 상에 위치한 오브젝트(object)(예를 들면, 손가락, 스틱(stick) 등)에 의한 터치 영상을 반사하는 곡면을 갖는 반사경(예를 들면, 제1 반사경)(20)과; 상기 제1 반사경(20)에 의해 반사된 터치 영상을 미리설정된 방향(예를 들면, 카메라가 있는 방향)으로 반사하는 제2 반사경(50)과; 상기 디스플레이 패널(10)의 측면에 위치(배치)되고, 상기 제2 반사경(50)에 의해 반사된 터치 영상을 센싱하는 카메라(30)와; 상기 센싱된 터치 영상을 근거로 상기 터치 영상의 좌표를 결정하는 처리부(40)를 포함한다. 예를 들면, 사용자가 손가락이나 스틱 등의 오브젝트로 디스플레이 패널(10)에 표시된 영상을 터치하면, 그 터치된 영상(터치 영상)은 상기 곡면을 갖는 제1 반사경(20) 및 제2 반사경(50)에 의해 상기 디스플레이 패널(10)의 측면에 위치된 상기 카메라(30) 쪽으로 반사되고, 상기 반사된 터치 영상은 상기 카메라(30)에 의해 촬영(센싱)된다. 상기 카메라(30)는 상기 제2 반사경(50)과 대향하는 방향에 위치된다.

상기 제2 반사경(50)은, 상기 제1 반사경(20)과 상기 카메라(30) 사이에 배치되고, 상기 제1 반사경(20)에 의해 반사된 터치 영상을 상기 카메라(30) 쪽으로 반사하기 위해 상기 제1 반사경(20)의 상부에 미리설정된 각도로 기울어지게 배치된다(즉, 상기 제1 반사경에 의해 반사된 터치 영상의 반사 경로를 변경함). 상기 미리설정된 각도는 상기 카메라(30)의 배치 구조에 따라 변경될 수 있다.

상기 제1 반사경(20) 및 상기 제2 반사경(50)은 4각의 디스플레이 패널(10)의 임의의 한 변의 가장 자리에 각각 1개 또는 각각 2개 이상이 배치될 수 있다. 상기 제1 반사경(20) 및 상기 제2 반사경(50)은 4각의 디스플레이 패널(10)의 임의의 두 변의 가장 자리에 각각 1개 또는 각각 2개 이상이 배치될 수도 있다. 상기 제1 반사경(20) 및 상기 제2 반사경(50)은 4각의 디스플레이 패널(10)의 임의의 두 변의 가장 자리에 각각 1개씩 또는 각각 2개 이상씩 서로 마주보는 방향에 배치될 수도 있다. 상기 카메라(30)의 개수는 상기 제1 반사경(20) 또는 상기 제2 반사경(50)의 개수와 동일할 수 있다.

상기 제2 반사경(50)은 상기 제1 반사경(20)에 의해 반사된 터치 영상을 상기 카메라(30) 쪽으로 반사하기 위해 상기 제1 반사경(20)의 상부에 지지대(도시하지 않음)에 의해 고정되게 배치되고, 상기 카메라(30)는 상기 제2 반사경(50)과 대향하는 방향으로 지지대(도시하지 않음)에 의해 상기 디스플레이 패널(10)의 측면에 고정되게 배치될 수 있다.

상기 제1 반사경(20)은 90도 이상의 반사 범위로 상기 디스플레이 패널(10)의 유효 터치 영역의 영상을 반사하기 위해 상부보다 하부의 둘레가 더 넓은 반사 곡면을 갖는 원뿔형 반사경 또는 반구형 곡면 반사경으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 원뿔형 반사경의 하부 또는 상기 반구형 곡면 반사경의 하부는 상기 디스플레이 패널(10) 상에 배치된다.

상기 제2 반사경(50)은, 평면 반사경(평면 거울), 볼록 반사경(볼록 거울), 오목 반사경(오목 거울)일 수 있으며, 상기 원뿔형 반사경의 상부 또는 상기 반구형 곡면 반사경의 상부와 미리설정된 거리(예를 들면, 0.5mm 내지 2mm)만큼 이격되어 상기 지지대에 의해 고정되게 배치될 수 있다. 상기 미리설정된 거리는 0.5mm 내지 2mm에 한정되지 않으며, 설계자의 의도에 따라 변경될 수 있다.

상기 카메라(30)는 상기 제2 반사경(50)에 의해 반사된 터치 영상을 수신하기 위해 상기 제2 반사경(50)과 대향하도록 배치될 수 있다. 상기 카메라(30)는 렌즈를 통해 입력된 2차원 영상(터치 영상)을 디지털 신호로 변환할 수 있는 CCD(charge coupled device), CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 센서로 구성될 수 있다.

상기 처리부(40)는 상기 터치 영상의 위치를 디스플레이 패널(10)의 좌표로 인식하여 사용자가 오브젝트를 통해 터치한 지점(좌표)을 결정한다. 예를 들면, 상기 처리부(40)는 90도 이상의 범위의 영상을 반사할 수 있는 원뿔형 반사경 또는 반구형 곡면 반사경에 의해 반사되는 영상에 대응하는 현재 영상 프레임(frame)과 이전 영상 프레임을 비교하여 터치 영상을 검출하고, 그 검출한 터치 영상으로부터 터치 포인트(touching point)의 각도를 산출하고, 그 산출한 각도 및 디스플레이 패널(10)의 사이즈(size) 정보를 근거로 상기 터치 영상의 좌표(x,y)를 계산하고, 그 계산된 터치 영상의 좌표를 출력하거나 상기 디스플레이 패널(10) 상에 표시할 수도 있다.

상기 백라이트(200)는 자체적으로 발광하지 못하는 LCD 패널에 광을 제공하기 위해 선광원(Cold Cathode Fluorescence Lamp, CCFL)이나, 점광원(Light Emitting Diode, LED)을 확산판, 반사판, 프리즘 시트와 같은 광학 필름과 결합하여 면광원(surface light source) 형태로 나타낼 수도 있다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 센싱 장치(200)에 적용된 카메라가 2대(제1 카메라와 제2 카메라)라고 가정할 때 제1 카메라와 제2 카메라는 4각 디스플레이 패널(10)의 임의의 한 변의 양쪽 가장 자리의 측면에 각각 배치될 수 있다. 상기 제1 반사경(20)과 상기 제2 반사경(50)은 상기 제1 카메라 및 제2 카메라에 인접하게 각각 1개씩 배치될 수 있다.

한편, 상기 제1 및 제2 반사경 없이 상기 디스플레이 패널(10)의 측면에 카메라를 배치하는 방법도 가능하다. 예를 들면, 90도 이상의 촬영 범위를 갖는 카메라를 상기 디스플레이 패널(10)의 측면에 배치함으로써 상기 유효 터치 영역의 영상을 촬영할 수도 있다. 반면, 90도 이하의 촬영 범위를 갖는 카메라를 상기 디스플레이 패널(10)의 측면에 배치할 경우 상기 카메라를 통해 상기 디스플레이 패널(10)의 전체 영상(유효 터치 영역의 전체 영상)을 촬영할 수 있도록 상기 카메라를 상기 디스플레이 패널(10)로부터 이격시켜 설치할 수도 있다.

따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 센싱 장치는, 90도 이상의 반사 범위를 갖는 제1 반사경의 상부에 제2 반사경을 배치하여 상기 제1 반사경에 의해 반사되는 유효 터치 영역의 영상(이미지)을 상기 제2 반사경을 통해 상기 디스플레이 패널의 측면에 배치된 카메라에 반사시킴으로써, 상기 카메라를 상기 제1 반사경의 상부에 배치했을 때의 터치 센싱 장치의 두께보다 더 박형으로 제조될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 센싱 장치는, 90도 이상의 반사 범위를 갖는 반사경에 의해 반사되는 유효 터치 영역의 영상(이미지)을 촬영함으로써 평면 거울, 볼록 거울, 오목 거울보다 더 넓은 유효 터치 영역을 촬영할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 센싱 장치는, 90도 이상의 반사 범위를 갖는 반사경에 의해 평면 거울, 볼록 거울, 오목 거울보다 더 넓은 유효 터치 영역을 촬영함으로써 더 넓은 유효 터치 영역의 터치 영상의 좌표를 결정할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 센싱 장치는, 90도 이상의 반사 범위를 갖는 반사경을 하나 또는 2개만을 디스플레이 패널에 배치하면서도 상기 유효 터치 영역의 전체 영상(이미지)을 촬영하여 상기 터치 영상의 좌표를 결정함으로써 종래보다 적은 수의 반사경 및 적은 수의 카메라가 소요되며, 이로 인해 터치 센싱 장치의 제조 비용을 절감시킬 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 센싱 장치는, 90도 이상의 반사 범위를 갖는 반사경의 상부를 일부 절삭함으로써 터치 센싱 장치의 두께를 감소시킬 수도 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 센싱 장치는, 90도 이상의 반사 범위를 갖는 제1 반사경의 상부에 제2 반사경을 배치하여 상기 제1 반사경에 의해 반사되는 유효 터치 영역의 영상(이미지)을 상기 제2 반사경을 통해 상기 디스플레이 패널의 측면에 배치된 카메라에 반사시킴으로써, 상기 카메라를 상기 제1 반사경의 상부에 배치했을 때의 터치 센싱 장치의 두께보다 더 박형으로 제조될 수 있다.

본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 디스플레이 패널 20: 반사경
30: 카메라 40: 처리부

Claims

영상을 표시하는 디스플레이 패널과;
상기 디스플레이 패널 상에 위치되고, 상기 디스플레이 패널 상에 위치한 오브젝트에 의한 터치 영상을 반사하는 곡면을 갖는 제1 반사경과;
상기 제1 반사경에 의해 반사된 터치 영상을 센싱하는 카메라와;
상기 센싱된 터치 영상을 근거로 상기 터치 영상의 좌표를 결정하는 처리부를 포함하며,
상기 제1 반사경은 상부보다 하부의 둘레가 더 넓은 반사 곡면을 갖는 반사경인 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 반사경의 반사 범위는,
90도 이상인 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 제1 반사경은,
원뿔형 반사경 또는 반구형 곡면 반사경인 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
제4항에 있어서, 상기 원뿔형 반사경 또는 상기 반구형 곡면 반사경은 상기 디스플레이 패널의 가장 자리에 배치되는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
제4항에 있어서, 상기 카메라는,
상기 원뿔형 반사경의 상부 또는 상기 반구형 곡면 반사경의 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
제4항에 있어서, 상기 카메라는,
상기 원뿔형 반사경의 상부 또는 상기 반구형 곡면 반사경의 상부와 대향하도록 상기 원뿔형 반사경의 상부 또는 상기 반구형 곡면 반사경의 상부에 배치되며, 상기 원뿔형 반사경의 하부 또는 상기 반구형 곡면 반사경의 하부는 상기 디스플레이 패널 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 반사경은,
상부의 일부가 절삭된 원뿔형 반사경이거나 상부의 일부가 절삭된 반구형 곡면 반사경인 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 반사경은 상기 디스플레이 패널의 임의의 한 변의 양쪽 가장 자리에 각각 배치되며, 상기 카메라는 상기 제1 반사경의 상부에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 반사경과 상기 카메라 사이에 위치되고, 상기 제1 반사경에 의해 반사된 터치 영상을 상기 카메라 쪽으로 반사하는 제2 반사경을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
[청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]

제10항에 있어서, 상기 제2 반사경은 상기 제1 반사경에 의해 반사된 터치 영상을 상기 카메라 쪽으로 반사하기 위해 상기 제1 반사경의 상부에 배치되고, 상기 카메라는 상기 제2 반사경과 대향하는 방향에 위치되는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
[청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]

제11항에 있어서, 상기 카메라는,
상기 디스플레이 패널의 측면에 위치되는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
[청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]

제10항에 있어서, 상기 제2 반사경은,
평면 반사경, 볼록 반사경, 오목 반사경 중에서 하나인 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
[청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]

액정 디스플레이 패널에 적용되고, 카메라를 통해 촬영된 터치 영상의 좌표를 결정하는 터치 센싱 장치에 있어서,
영상을 표시하는 디스플레이 패널과;
상기 디스플레이 패널 상에 위치되고, 상기 디스플레이 패널 상에 위치한 오브젝트에 의한 터치 영상을 반사하는 곡면을 갖는 제1 반사경과;
상기 제1 반사경의 상부에 위치되고, 상기 제1 반사경에 의해 반사된 터치 영상의 반사 경로를 변경하는 제2 반사경과;
상기 제2 반사경에 의해 반사된 터치 영상을 센싱하는 카메라와;
상기 센싱된 터치 영상을 근거로 상기 터치 영상의 좌표를 결정하는 처리부를 포함하며, 상기 제1 반사경은 상부에서 하부로 갈수록 점차적으로 둘레가 넓어지는 반사 곡면을 갖는 반사경인 터치 센싱 장치.
[청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]

제14항에 있어서, 상기 제1 반사경은 원뿔형 반사경 또는 반구형 곡면 반사경이며, 상기 원뿔형 반사경 또는 상기 반구형 곡면 반사경은 상기 디스플레이 패널의 가장 자리에 배치되는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
[청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]

제15항에 있어서, 상기 카메라는,
상기 원뿔형 반사경의 상부 또는 상기 반구형 곡면 반사경의 상부와 대향하도록 상기 원뿔형 반사경의 상부 또는 상기 반구형 곡면 반사경의 상부에 배치되며, 상기 원뿔형 반사경의 하부 또는 상기 반구형 곡면 반사경의 하부는 상기 디스플레이 패널 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
[청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]

제16항에 있어서, 상기 제1 반사경은,
상기 상부의 일부가 절삭된 원뿔형 반사경이거나 상기 상부의 일부가 절삭된 반구형 곡면 반사경인 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
[청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]

제14항에 있어서, 상기 카메라는 상기 디스플레이 패널의 측면에 위치되며,상기 제2 반사경은 평면 반사경, 볼록 반사경, 오목 반사경 중에서 하나인 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.