KR101809678B1 - 터치스크린 장치 및 그 제어방법 그리고 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 터치스크린 장치는 터치 측정신호를 발신하는 발신 모듈 및 상기 발신 모듈에서 발신된 터치 측정신호를 수신하는 수신 모듈을 포함하는 터치 감지부; 상기 발신 모듈 및 수신 모듈을 제어하고 상기 터치 감지부로부터의 신호에 따라 터치 위치를 연산하는 제어부; 상기 터치 감지부의 주위에 배치되어 시각적으로 인식 가능한 광을 방출하는 위치 표시부; 및 상기 터치 감지부 및 위치 표시부를 지지하는 지지부재를 포함하고, 상기 제어부는 상기 터치 감지부에서 감지영역 내의 사용자의 동작을 감지하면 상기 위치 표시부를 제어하여 시각적으로 인식 가능하게 점멸하는 광을 방출하도록 한다.

Description

터치스크린 장치 및 그 제어방법 그리고 디스플레이 장치{TOUCHSCREEN DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME AND DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 터치스크린 장치에 관한 것으로서, 특히 공간상의 사용자의 입력동작을 감지할 수 있는 터치스크린 장치 및 그 제어방법 그리고 디스플레이 장치에 관한 것이다.
터치스크린은 키보드나 마우스 이외의 입력수단으로서, 사용자가 디스플레이부에 표시되는 문자나 특정 위치를 선택하기 위하여 손가락 또는 물체를 원하는 위치로 가져가면 그 위치를 파악함으로써, 사용자가 디스플레이부를 통해 일정한 명령을 직접 입력할 수 있도록 한다.
터치스크린은 일반 모니터의 화면에 터치 패널이라는 장치를 덧붙여서 기능을 발휘하는 것으로, 터치 패널은 상하좌우로 눈에 보이지 않는 적외선이 흐르게 하여 화면에 수많은 사각형 격자가 생기도록 함으로써, 손끝이나 기타 물체로 이 격자에 접촉하면 그 위치를 파악할 수 있도록 하였다. 그리고, 그 이후 감압식 터치스크린을 거쳐 현재는 정전용량 터치스크린이 많이 사용되고 있다.
정전용량 터치스크린은 사용자의 손가락이 터치스크린에 접촉할 때 발생하는 정전용량의 변화를 감지하여 터치 위치를 판단하는 방법이 사용되는데, 터치 위치를 감지하기 위해서는 사용자의 손가락이 터치스크린을 접촉해야만 하는 문제가 있다.
따라서, 지하철역이나 공항, 병원 등에 설치된 정전용량 터치스크린을 불특정 다수인이 사용하는 경우 사용자의 손가락에 묻은 세균이나 오염물질이 터치스크린을 통해 전파되는 문제가 있다.
특히, 병원과 같이 위생을 철저히 해야 하는 경우에는 정전용량 터치스크린을 사용하기 곤란하다. 예를 들어, 다수의 환자를 상대하는 의사가 정전용량 터치스크린을 사용하는 것은 위생에 큰 문제가 발생될 수 있다.
한편, 적외선을 이용한 터치스크린 장치에서는 정전용량 터치스크린과 달리 터치스크린에 대한 직접적인 접촉이 요구되는 것은 아니므로 위생에 대한 문제는 해결될 수 있으나, 사용자가 공간 상에서 동작을 통해 명령을 입력을 하는 과정에서 정확한 감지영역에서 입력 동작을 행하고 있는지 여부를 인식하는 것이 어려운 문제점이 있다.
또한, 적외선을 이용한 터치스크린 장치에서는 입력 가능한 명령의 유형이 단순하여 다양한 유형의 명령을 입력할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 새로운 구조를 갖는 터치스크린 장치 및 그 제어방법 그리고 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 사용자가 디스플레이부에 손가락의 접촉하지 않아도 사용자의 선택한 위치를 감지할 수 있는 터치스크린 장치 및 그 제어방법 그리고 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 사용자가 동작을 감지하는 감지영역의 위치와 입력 동작의 움직임을 보다 용이하게 인식할 수 있는 터치스크린 장치 및 그 제어방법 그리고 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 복수의 터치 감지부를 통해 서로 다른 유형의 명령을 입력할 수 있도록 하는 터치스크린 장치 및 그 제어방법 그리고 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 터치스크린 장치는 터치 측정신호를 발신하는 발신 모듈 및 상기 발신 모듈에서 발신된 터치 측정신호를 수신하는 수신 모듈을 포함하는 터치 감지부; 상기 발신 모듈 및 수신 모듈을 제어하고 상기 터치 감지부로부터의 신호에 따라 터치 위치를 연산하는 제어부; 상기 터치 감지부의 주위에 배치되어 시각적으로 인식 가능한 광을 방출하는 위치 표시부; 및 상기 터치 감지부 및 위치 표시부를 지지하는 지지부재를 포함하고, 상기 제어부는 상기 터치 감지부에서 감지영역 내의 사용자의 동작을 감지하면 상기 위치 표시부를 제어하여 시각적으로 인식 가능하게 점멸하는 광을 방출하도록 한다.
본 발명에 따른 디스플레이 장치는 터치스크린 장치; 상기 터치스크린 장치에서 감지한 신호를 연산하여 처리하는 정보처리부; 및 상기 터치스크린 장치와 이격되어 배치되고, 상기 정보처리부의 신호에 따라 영상이 디스플레이되는 디스플레이부를 포함하고, 상기 터치스크린 장치는 터치 측정신호를 발신하는 발신 모듈 및 상기 발신 모듈에서 발신된 터치 측정신호를 수신하는 수신 모듈을 포함하는 터치 감지부; 상기 발신 모듈 및 수신 모듈을 제어하고 상기 터치 감지부로부터의 신호에 따라 터치 위치를 연산하는 제어부; 상기 터치 감지부의 주위에 배치되어 시각적으로 인식 가능한 광을 방출하는 위치 표시부; 및 상기 터치 감지부 및 위치 표시부를 지지하는 지지부재를 포함하고, 상기 제어부는 상기 터치 감지부에서 감지영역 내의 사용자의 동작을 감지하면 상기 위치 표시부를 제어하여 시각적으로 인식 가능하게 점멸하는 광을 방출하도록 한다.
본 발명은 새로운 구조를 갖는 터치스크린 장치 및 그 제어방법 그리고 디스플레이 장치를 제공할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 사용자가 디스플레이부에 손가락의 접촉하지 않아도 사용자의 선택한 위치를 감지할 수 있는 터치스크린 장치 및 그 제어방법 그리고 디스플레이 장치를 제공할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 사용자가 동작명령을 감지영역의 위치와 입력 동작의 움직임을 보다 용이하게 인식할 수 있는 터치스크린 장치 및 그 제어방법 그리고 디스플레이 장치를 제공할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 복수의 터치 감지부를 통해 서로 다른 유형의 명령을 입력할 수 있도록 하는 터치스크린 장치 및 그 제어방법 그리고 디스플레이 장치를 제공할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 터치스크린 장치 및 그 제어방법 그리고 디스플레이 장치를 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 터치스크린 장치 및 그 제어방법 그리고 디스플레이 장치의 단면을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 터치스크린 장치 및 그 제어방법 그리고 디스플레이 장치에서 라인 레이저 모듈을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 터치스크린 장치 및 그 제어방법 그리고 디스플레이 장치의 다른 실시예의 단면을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 터치스크린 장치에서 라인 레이저 모듈의 다른 예를 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 디스플레이 장치에서 라인 레이저 모듈의 반사부재의 구조를 설명하는 도면이다.
도 7과 도 8은 본 발명에 따른 디스플레이 장치에서 라인 레이저 모듈의 반사부재의 형태를 예시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치에서 위치 표시부로서 라인 레이저 모듈이 4개가 설치된 것을 예시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 다른 디스플레이 장치에서 터치 감지부와 위치 표시부의 동작을 설명하는 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 터치스크린 장치에서 복수의 터치 감지부 및 위치 표시부가 구비된 것을 설명하는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 터치스크린 장치 및 그 제어방법 그리고 디스플레이 장치에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 터치스크린 장치 및 그 제어방법 그리고 디스플레이 장치를 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 디스플레이 장치는 터치 감지부(160) 및 상기 터치 감지부(160)를 제어하고 상기 터치 감지부(160)로부터의 신호에 따라 터치 위치를 감지하는 제어부(150)를 포함하는 터치스크린 장치(100)와, 상기 터치스크린 장치(100)에서 감지한 신호를 연산하여 처리하는 정보처리부(200) 및 상기 터치스크린 장치(100)와 이격되어 배치되고, 상기 정보처리부(200)의 신호에 따라 영상이 디스플레이되는 디스플레이부(300)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 터치스크린 장치(100)는 상기 디스플레이부(300)의 표면이 아닌 상기 디스플레이부(300)의 표면과 이격된 공간상의 사용자의 입력동작을 감지하고, 상기 정보처리부(200)는 사용자의 입력동작에 따른 신호를 처리하여 그에 따라 제어 신호를 생성하고, 상기 디스플레이부(300)는 상기 제어 신호에 따라 영상이 디스플레이 되도록 한다.
상기 터치스크린 장치(100)는 X축 수신/발신 모듈(110,120), X축 수신/발신 모듈 드라이버(111,121), Y축 수신/발신 모듈(130,140), Y축 수신/발신 모듈 드라이버(131,141)를 포함하는 터치 감지부(160)를 포함한다. 또한, 상기 터치 감지부(160)를 제어하고 터치 위치를 연산하여 감지하는 제어부(150)를 포함한다.
실시예에서는 X축 또는 Y축과 같이 디스플레이부(300)의 표면을 기준으로 한 방향을 예시하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 발신 모듈과 수신 모듈이 다양한 방향으로 구비되더라도 터치 위치를 감지하는 것이 가능하다.
또한, 실시예에서는 터치 감지부(160)가 X축 수신/발신 모듈(110,120), Y축 수신/발신 모듈(130,140)을 포함하는 것으로 예시하고 있으나, 대한민국 등록특허공보 10-1372423에서와 같이 X축 또는 Y축에만 수신/발신 모듈이 설치되는 것도 가능하다.
상기 터치스크린 장치(100)는 상기 X축 발신 모듈 드라이버(121) 및 Y축 발신 모듈 드라이버(141)의 제어에 따라 상기 X축 발신 모듈(120) 및 Y축 발신 모듈(140)에서 출력된 터치 측정신호, 일 예로 적외선 신호를 상기 X축 수신 모듈(110) 및 Y축 수신 모듈(130)에서 수신하여 감지함으로써 적외선 신호의 변화를 감지한다.
상기 제어부(150)는 상기 X축 수신 모듈(110) 및 Y축 수신 모듈(130)로부터 수신한 적외선 신호를 처리하여 사용자에 의해 선택된 위치의 좌표를 계산한다. 또한, 상기 제어부(150)는 사용자에 의해 선택된 위치의 좌표 뿐만 아니라 선택된 위치의 크기(예를 들어, 지름)도 계산할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 감지 공간상의 특정 지점(101)을 손가락으로 터치하는 경우 상기 터치스크린 장치(100)의 제어부(150)는 사용자의 손가락에 의해 적외선 신호가 차단되는 점을 이용하여 적외선 신호가 감지되는 부분 및 적외선 신호가 감지되지 않는 부분을 연산하여 사용자의 손가락의 X-Y 평면 상의 터치 위치(또는 위치의 크기)를 감지한다.
여기서, 사용자의 터치는 상기 디스플레이부(300)의 화면에 손가락이 닿는 것을 의미하는 것이 아니라, 상기 디스플레이부(300)로부터 이격된 감지영역의 공간 상에 사용자의 손가락이 위치하는 것을 의미할 수 있다. 정전용량 터치스크린은 사용자의 손가락이 디스플레이부(300)에 접촉하거나 매우 근접해야 터치 인식이 가능하지만, 본 발명에 따른 적외선 터치스크린 장치는 디스플레이부(300)로부터 이격된 위치에 손가락이 위치되는 경우에도 사용자의 입력동작, 즉 터치를 감지할 수 있다. 즉, 본 발명은 정전용량 터치스크린에서 정전용량에 영향을 미치는 거리가 아닌 정전용량에 영향을 미치지 않는 거리 만큼 이격된 위치에서 사용자의 입력동작을 감지할 수 있다.
즉, 상기 터치스크린 장치(100)는 X,Y축 발신 모듈(120,140)과 X,Y축 수신 모듈(110,130) 사이의 공간 상에 위치한 사용자의 선택 지점을 감지할 수 있다.
상기 터치스크린 장치(100)는 사용자의 입력동작을 감지하기 위하여 다양한 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 1에서는 발신 모듈과 수신 모듈이 대향되어 배치된 것이 예시되어 있으나, 발신 모듈과 수신 모듈이 교대로 양측에 배열되는 것도 가능하다.
또한, 상기 터치스크린 장치(100)는 사용자의 선택을 정확하기 감지하기 위한 다양한 스캔 방식 및 제어방식이 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 터치스크린 장치 및 그 제어방법 그리고 디스플레이 장치의 단면을 설명하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 터치스크린 장치(100)는 상기 디스플레이부(300)의 전면에 배치되는 X축 발신 모듈(120) 및 X축 수신 모듈(110)을 포함하는 터치 감지부(160)와, 상기 터치 감지부(160)와 상기 디스플레이부(300) 사이에 배치되는 위치 표시부(170)를 포함한다. 도 2의 실시예에서는 편의상 Y축 발신 모듈(140) 및 Y축 수신 모듈(130)에 대한 도시는 생략하였으며, 실제 Y축 발신 모듈(140) 및 Y축 수신 모듈(130)이 구비되어야만 하는 것은 아니다.
상기 터치 감지부(160)는 상기 디스플레이부(300)의 전면이 X-Y축이라고 할 때 반드시 Z축 상에 배치되어야 하는 것은 아니지만, 사용자가 디스플레이부(300)를 바라보면서 터치를 입력할 수 있는 위치에 배치되도록 하는 것이 바람직할 수 있다.
상기 위치 표시부(170)는 상기 터치 감지부(160)에 인접하여 배치될 수 있으며, 상기 터치 감지부(160)와 동일한 지지부재(320)에 의해 지지될 수 있다.
상기 위치 표시부(170)는 라이트 스크린(LIGHT SCREEN)을 형성할 수 있다. 여기서 라이트 스크린은 일정 공간에 광을 스크린 형태 또는 평면 형태로 조사하여, 해당 공간 내에 물체가 위치하는 경우 물체의 표면에 광이 비춰지는 구조가 될 수 있다. 상기 라이트 스크린은 물체가 위치하기 전에는 전혀 광이 보이지 않거나 거의 보이지 않는 상태이나, 물체가 위치하면 물체의 표면에 광이 보이도록 형성될 수도 있다.
상기 위치 표시부(170)는 다양한 광원으로 형성될 수 있으며, 사람이 시각적으로 인식할 수 있는 광을 방출하는 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 위치 표시부(170)는 LED 소자, 레이저 다이오드, 라인 레이저 모듈 등 사람이 시각적으로 인식할 수 있는 광, 가시광을 방출하는 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 위치 표시부(170)는 라인 레이저 모듈로 형성될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 라인 레이저 모듈(1701)은 레이저 다이오드에서 방출되는 광(1702)이 라인 형태로 출사되도록 구성된 모듈이 될 수 있다. 또한, 상기 위치 표시부(170)는 LED 소자로 형성될 수 있으며, 적색 LED, 녹색 LED, 청색 LED 중 어느 하나로 선택될 수 있다. 다만, 상기 위치 표시부(170)는 사용자가 시각으로 인식할 수 있는 빛을 조사하기 위한 것으로서 예시된 라인 레이저 모듈, 레이저 다이오드 또는 LED 소자에 한정되는 것은 아니다.
상기 위치 표시부(170)는 사용자가 선택한 위치를 손가락으로 터치하는 경우 사용자가 자신의 손가락의 위치를 인식할 수 있도록 도와준다. 예를 들어, 사용자가 상기 디스플레이부(300)로부터 이격된 공간 상에 손가락을 가져다 놓는 경우, 손가락의 위치가 상기 터치 감지부(160)가 손가락을 감지할 수 있는 공간 상에 있는지 여부를 정확히 알기 어렵다. 상기 터치 감지부(160)의 X축 발신 모듈(120)에서 사용하는 광원은 사용자의 눈에 인식되지 않을 수 있기 때문이다. 예를 들어, 상기 광원은 적외선 광원을 사용할 수 있으며, 이 경우 사용자에게 인식되지 않는다.
따라서, 상기 위치 표시부(170)는 사용자의 시각으로 인식될 수 있는 광을 출사함으로써 사용자의 손가락이 특정 위치에 위치되는 경우 사용자의 손가락에 광선이 비춰지도록 하여 사용자가 손가락의 위치를 인식할 수 있도록 한다. 예를 들어, 사용자의 손가락의 위치는 상기 디스플레이부(300)로부터 일정 거리 이격된 위치가 될 수 있다.
한편, 본 실시예에서 사용자의 손가락을 예시하였으나, 사용자의 손가락(또는 손) 대신 펜과 같이 적외선 신호의 송수신에 변화를 줄 수 있는 다른 물체가 사용되는 것도 가능하다.
상기 위치 표시부(170)는 상기 터치스크린 장치(100)의 X축 발신 모듈(120) 및 X축 수신 모듈(110)과 함께 동작될 수 있다. 즉, 상기 X축 발신 모듈(120)에서 적외선을 방출할 때, 상기 위치 표시부(170)는 가시광을 방출하도록 설정될 수 있다.
한편, 이와 같은 경우 상기 위치 표시부(170)에서 방출된 가시광선에 의해 사용자가 디스플레이부(300)를 통해 디스플레이 되는 영상을 보는 것이 방해되거나 불필요한 전력 낭비가 될 수 있다. 따라서, 상기 위치 표시부(170)는 사용자의 터치가 감지될 때만 선택적으로 동작(가시광을 방출)하도록 설정될 수 있다.
예를 들어, 사용자의 손가락이 상기 X축 발신 모듈(120) 및 X축 수신 모듈(110) 사이에 위치될 때, 상기 제어부(150)가 사용자의 손가락을 감지하고, 위치 표시부 구동 드라이버를 작동하여 상기 위치 표시부(170)가 동작되도록 할 수 있다. 만약 사용자의 손가락이 상기 X축 발신 모듈(120) 및 X축 수신 모듈(110) 사이의 감지영역에서 벗어나는 경우 상기 위치 표시부(170)의 동작도 중단되도록 할 수도 있다.
또한, 상기 위치 표시부(170)는 다수의 발광 소자가 포함될 수도 있는데, 사용자의 손가락이 상기 X축 발신 모듈(120) 및 X축 수신 모듈(110) 사이에 위치될 때, 모든 발광 소자가 동작되도록 할 수도 있으며, 사용자의 손가락에 인접한 부분에만 가시광선이 조사될 수 있도록 복수의 발광 소자 중 일부 발광 소자만 동작되도록 할 수도 있다.
한편, 상기 디스플레이부(300)는 디스플레이부 서포터(330)에 의해 지지될 수 있다. 상기 디스플레이부 서포터(330)의 내부에는 상기 디스플레이부(300)를 구동하기 위한 다양한 전자부품들이 실장될 수 있다.
상기 디스플레이 서포터(330)에는 지지부재(320)가 결합될 수 있으며, 상기 X축 발신 모듈(120) 및 X축 수신 모듈(110)과 상기 위치 표시부(170)는 상기 지지부재(320)에 설치될 수 있다.
본 발명에서 상기 지지부재(320)는 상기 디스플레이부 서포터(330)의 배면에 결합된다. 즉, 전면에는 상기 디스플레이부(300)가 배치되고 상기 디스플레이부(300)의 배면에 상기 디스플레이부 서포터(330)가 배치되며, 상기 디스플레이 서포터(330)의 배면에 상기 지지부재(320)가 결합된다. 따라서, 상기 지지부재(320)는 상기 디스플레이부 서포터(330) 또는 디스플레이부(300)의 전면 또는 측면과 이격되어 배치된다.
또한, 상기 지지부재(320)에는 전면 위치 표시부(173)가 형성될 수 있다. 상기 전면 위치 표시부(173)는 상기 디스플레이부(300)의 전면이 향하는 방향과 동일한 방향으로 빛을 방출하도록 배치될 수 있다. 그리고, 상기 지지부재(320)는 상기 위치 표시부(173)가 배치된 부분이 광을 부분적으로 투과하는 확산판 또는 반투명판 등으로 형성될 수 있으며, 이 경우 상기 전면 위치 표시부(173)는 LED 소자가 채용될 수 있다.
이와 같이 배치되는 경우 사용자의 손가락을 상기 터치 감지부(160)가 감지한 경우 상기 전면 위치 표시부(173)가 빛을 방출하고 상기 전면 위치 표시부(173)에서 방출된 빛은 사용자에게 보여지게 된다.
따라서, 사용자가 손가락에 광이 비춰지지 않더라도 상기 디스플레이부(300) 주위의 전면 위치 표시부(173)가 켜진 것을 알 수 있으므로 사용자가 손가락의 위치가 터치 감지부(160)가 손가락을 감지할 수 있는 영역 내라는 것을 인식할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 터치스크린 장치 및 그 제어방법 그리고 디스플레이 장치의 다른 실시예의 단면을 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 도 4에 도시된 실시예에서는 지지부재(320)가 제1 지지부재(321) 및 제2 지지부재(322)로 형성된 것이 도시되어 있다.
상기 제2 지지부재(322)는 상기 제1 지지부재(321)와 결합되어 상기 제1 지지지부재(321)에 대하여 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 상기 X축 발신 모듈(120) 및 X축 수신 모듈(110)을 포함하는 터치 감지부(160)와, 상기 터치 감지부(160)와 상기 디스플레이부(300) 사이에 배치되는 위치 표시부(170)가 상기 디스플레이부(300)로부터 이격된 거리는 가변될 수 있다.
따라서, 사용자의 신체적 특성이나 습관에 따라 사용자의 손가락이 감지되는 위치를 디스플레이부(300)의 표면에 대하여 Z축 방향으로 조절이 가능하다. 실시예에서는 상기 제1 지지부재(321)와 제2 지지부재(322)가 슬라이딩 가능한 구조에 의해 결합된 것이 예시되어 있으나, 스테핑 모터와 같은 다양한 기구적 수단에 의해 상기 제2 지지부재(322)의 위치는 가변 가능하다.
도 5는 본 발명에 따른 터치스크린 장치에서 라인 레이저 모듈의 다른 예를 설명하는 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 디스플레이 장치에서 라인 레이저 모듈의 반사부재의 구조를 설명하는 도면이다.
도 5와 도 6을 참조하면, 실시예에 따른 라인 레이저 모듈(1702)은 레이저 모듈(1703)과, 상기 레이저 모듈(1703)에서 방출된 광이 90도 각도로 반사되어 진행하도록 하는 반사부재(1705)와, 상기 반사부재(1705)가 상기 레이저 모듈(1703)에 결합되어 지지되도록 하고 상기 레이저 모듈(1703)에서 방출되어 상기 반사부재(1705)에서 반사된 레이저가 통과하는 광 투과 지지부재(1704)가 포함된다.
즉, 본 발명에서 상기 라인 레이저 모듈(1702)은 도 3의 라인 레이저 모듈(1701)이 실린더 렌즈 등과 같은 렌즈를 통과하는 레이저의 굴절에 의해 레이저가 라인 형태로 출사되는 것과 달리, 레이저 모듈(1703)에서 출사된 레이저가 반사부재(1705)에서 반사되어 90도 각도로 꺽여 진행하면서, 상기 반사부재(1705)의 형태에 따라 270도, 180도, 90도와 같은 다양한 각도로 레이저가 출사되도록 한다.
즉, 상기 반사부재(1705)는 상기 레이저 모듈(1703)에서 출사되는 레이저가 진행하는 방향과 45도 각도로 경사진 반사면(1705c2)을 포함한다.
상기 반사부재(1705)의 반사면(1705c2)은 원뿔 형태의 반사면이 일부가 제거된 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 통상적으로 바닥면이 원형인 원뿔을 360도 원뿔이라고 하는 경우, 본 발명에서 반사부재(1705)는 바닥면(1705c1)이 90도의 부채꼴 형태인 90도 원뿔, 바닥면(1705c1)이 180도의 부채꼴 형태인 180도 원뿔, 바닥면(1705c1)이 200도의 부채꼴 형태인 200도 원뿔과 같이 360도 보다 작은 각도의 원뿔 형태로 반사면(1705c2)이 형성되어 상기 레이저 모듈(1703)에서 출사된 레이저가 일정한 각도 범위로 반사되어 출사되도록 한다.
상기 광 투과 지지부재(1704)는 내부가 빈 원통형 또는 파이프 형태의 합성수지 또는 유리 재질로 형성될 수 있으며, 상기 반사부재(1705)가 상기 레이저 모듈(1703)로부터 이격되도록 하고 그 이격된 공간으로 상기 레이저가 출사되도록 한다.
도 6을 참조하면, 상기 반사부재(1705)는 상기 광 투과 지지부재(1704)와 결합될 수 있도록 제1 지름을 갖는 제1 바닥판(1705a)과 상기 제1 바닥판(1705a)의 제1 지름보다 작은 제2 지름을 갖는 제2 바닥판(1705b)과, 상기 제2 바닥판(1705b) 상에 배치되는 반사판(1705c)을 포함한다.
상기 반사부재(1705)는 반사율이 높고 강도가 높은 금속 재질로 형성될 수 있으며, 상기 레이저 모듈(1703)에서 출사된 레이저는 상기 제2 바닥판(1705b)에 반사되어 다시 레이저 모듈(1703)이 배치된 방향으로 진행하거나 상기 반사판(1705c)에서 90도 각도로 반사되어 외부로 출사될 수 있다.
상기 반사판(1705c)은 바닥면(1705c1)과 반사면(1705c2)을 포함하고, 상기 바닥면(1705c1)과 반사면(1705c2)을 잇는 측면이 더 포함된다.
상기 바닥면(1705c1)은 소정 각도의 부채꼴 형태로 형성될 수 있는데, 도면에서는 제1 각도(θ1)의 부채꼴 형태로 형성된 것이 예시되어 있으며, 도면에서 상기 제1 각도(θ1)는 대략 90도 정도로 예시된다.
상기 반사면(1705c2)은 상기 바닥면(1705c1)에 대하여 소정 각도의 경사를 갖는데, 실시예에서는 제2 각도(θ2)는 45도로 예시된다.
상기 측면은 혼동을 피하기 위하여 별도의 도면부호를 명기하지는 않았으나, 상기 반사면(1705c2)의 양 끝단과 상기 바닥면(1705c1)을 수직으로 연결하는 면이 된다.
도 7과 도 8은 본 발명에 따른 디스플레이 장치에서 라인 레이저 모듈의 반사부재의 형태를 예시한 도면이다.
도 7과 도 8을 참조하면, 상기 반사부재(1705)는 레이저의 진행 방향에 배치되어, 상기 레이저 모듈((1703)에서 출사된 레이저를 선택적으로 90도 각도로 반사되어 진행되도록 한다. 즉, 상기 레이저 모듈(1703)에서 출사된 레이저는 진행방향에 수직인 평면으로 반사되어 진행한다.
상기 반사부재(1705)의 반사판(1705c)에서 레이저가 90도 각도로 반사되는 반사면이 구비되고 상기 반사면의 바닥면이 90도의 부채꼴 형태인 것이 예시되어 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치에서 위치 표시부로서 라인 레이저 모듈이 4개가 설치된 것을 예시한 도면이다.
도 2와 도 9를 참조하면, 상기 디스플레이부(300)가 구비되고 상기 디스플레이부(300)의 전면에 상기 X축 발신 모듈(120) 및 X축 수신 모듈(110)을 포함하는 터치 감지부(160)가 배치된다. 그리고, 상기 위치 표시부(170)의 실시예로서, 상기 라인 레이저 모듈(1702)은 상기 터치 감지부(160)와 상기 디스플레이부(300) 사이에 배치된다.
상기 라인 레이저 모듈(1702)은 상기 디스플레이부(300)의 전체 화면영역을 라이트 스크린이 덮을 수 있도록 복수개가 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 라인 레이저 모듈(1702)은 디스플레이부(300)의 모서리측에 4개가 배치될 수 있다.
상기 라인 레이저 모듈(1702)은 90도의 각도 범위로 레이저가 출사되도록 하여 디스플레이부(300)의 전체 화면영역을 라이트 스크린으로 덮을 수 있도록 한다.
도 10은 본 발명의 실시예에 다른 디스플레이 장치에서 터치 감지부와 위치 표시부의 동작을 설명하는 도면이다.
본 발명에서 상기 위치 표시부(170)는 상기 터치 감지부(160)가 사용자의 손 또는 물체를 감지하는 동안에만 동작될 수 있으며, 시각적으로 인식 가능하게 점멸된다.
통상적으로 상기 위치 표시부(170)로 사용되는 라인 레이저 모듈(1702)은 동작 중에는 점멸하지 않고 일정한 빛을 조사하지만, 본 발명에서는 시각적으로 인식 가능할 정도로 점멸동작을 하도록 함으로써 사용자가 자신의 손이나 물체가 감지영역 내에 있는 사실을 직관적으로 알 수 있다. 또한, 상기 라인 레이저 모듈(1702)이 점멸동작을 함에 따라 일정한 빛을 조사하는 경우보다 수명을 더 연장시킬 수 있는 장점이 있다.
예를 들어, 상기 라인 레이저 모듈(1702)은 1hz-100hz로 점멸될 수 있으며, 바람직하게 시각적으로 용이하게 인식할 수 있도록 20hz-80hz로 점멸될 수 있다.
즉, 본 발명에서 상기 위치 표시부(170)는 상기 터치 감지부(160)에서 사용자의 동작을 감지하면 그 감지신호에 따라 점멸한다.
한편, 상기 위치 표시부(170)가 점멸되는 주파수는 상기 감지영역 내에서 사용자의 손이나 물체의 움직임과 연관 관계를 가질 수 있으며, 상기 제어부(150)는 상기 터치 감지부(160)를 통해 사용자의 손이나 물체의 움직임이 빨라지는 것을 감지한 경우 상기 위치 표시부(170)를 제어하여 점멸되는 주파수가 증가되도록 할 수 있으며, 상기 터치 감지부(160)를 통해 사용자의 손이나 물체의 움직임이 늦어지는 것을 감지한 경우 상기 위치 표시부(170)를 제어하여 점멸되는 주파수가 감소되도록 할 수 있다.
이와 같이 상기 제어부(150)가 사용자의 동작에 따라 상기 위치 표시부(170)의 동작을 제어함으로써 사용자의 동작 속도가 적정한 범위가 되도록 사용자가 동작 속도를 인식할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 상기 위치 표시부(170)는 다양한 색상의 라인 레이저 모듈(1702)을 채택하고 사용자의 동작 속도에 따라 각기 다른 색상의 라인 레이저 모듈(1702)이 구동되도록 함으로써 사용자가 동작 속도가 적정한 범위가 되도록 조절하는데 도움을 줄 수도 있다.
도 11은 본 발명에 따른 터치스크린 장치에서 복수의 터치 감지부 및 위치 표시부가 구비된 것을 설명하는 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 터치스크린 장치는 상기 디스플레이부(300) 전면의 제1 위치에 제1 터치 감지부(160a)와 제1 위치 표시부(170a)가 구비되고, 제2 위치에 제2 터치 감지부(160b)와 제2 위치 표시부(170b)가 구비될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 터치스크린 장치는 상기 디스플레이부(300) 전면의 제3 위치에 제3 터치 감지부(160c)와 제3 위치 표시부(170c)가 구비될 수 있다.
즉, 상기 제1 위치에 제1 터치 감지부(160a)가 배치되고, 상기 제1 위치와 이격된 제2 위치에 제2 터치 감지부(160b)가 배치된다. 상기 제1 위치와 제2 위치 사이에는 상기 제1 위치 표시부(170a)가 배치되고, 상기 제2 터치 감지부(160b)를 사이에 두고 상기 제1 위치 표시부(170a)와 이격되어 제2 위치 표시부(170b)가 배치된다. 또한, 상기 제2 위치 표시부(170b)를 사이에 두고 상기 제2 터치 감지부(160b)와 이격된 제3 위치에 제3 터치 감지부(160c)가 배치되고 상기 제3 터치 감지부(160c)를 사이에 두고 상기 제2 위치 표시부(170b)와 이격되어 제3 위치 표시부(170c)가 배치된다.
상기 제1 위치는 상기 제2 위치보다 상기 디스플레이부(300)로부터 멀리 이격될 수 있고 상기 제2 위치는 상기 제3 위치보다 상기 디스플레이부(300)로부터 멀리 이격될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 터치스크린 장치는 복수의 터치 감지부와 복수의 위치 표시부가 구비될 수 있다.
상기 제1 위치 표시부(170a)는 상기 제1 터치 감지부(160a)와 디스플레이부(300) 사이에 배치될 수 있고, 상기 제2 위치 표시부(170b)는 상기 제2 터치 감지부(160b)와 디스플레이부(300) 사이에 배치될 수 있고, 상기 제3 위치 표시부(170c)는 상기 제3 터치 감지부(160c)와 디스플레이부(300) 사이에 배치될 수 있다.
상기 제1 위치 표시부(170a)는 상기 제1 터치 감지부(160a)와 제2 터치 감지부(160b) 사이에 배치될 수 있고, 상기 제2 위치 표시부(170b)는 상기 제2 터치 감지부(160b)와 제3 터치 감지부(160c) 사이에 배치될 수 있고, 상기 제3 위치 표시부(170c)는 상기 제3 터치 감지부(160c)와 디스플레이부(300) 사이에 배치될 수 있다.
상기 제1,2,3 위치 표시부(170a,170b,170c)는 모두 동일한 색의 가사광을 방출하는 광원으로 구비될 수 있고 서로 다른 색의 가시광을 방출하는 광원으로 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 위치 표시부(170a)는 적색 광원으로 형성될 수 있고, 상기 제2 위치 표시부(170b)는 녹색 광원으로 형성될 수 있고, 상기 제3 위치 표시부(170c)는 청색 광원으로 형성될 수 있다. 상기 제1,2,3 위치 표시부(170a,170b,170c)가 각각 서로 다른 색의 광을 방출하는 경우 사용자는 자신의 터치 위치의 깊이(디스플레이부(300)로부터 이격된 거리)를 직관적으로 인식할 수 있는 장점이 있다.
앞서 설명한 바와 유사하게 상기 제1,2,3 위치 표시부(170a,170b,170c)는 각각 상기 제1,2,3 터치 감지부(160a,160b,160c)와 함께 동작할 수 있고, 상기 제1,2,3 터치 감지부(160a,160b,160c)에서 사용자의 손가락이나 물체를 감지한 경우에 한하여 동작이 될 수도 있으며, 상기 제1,2,3 위치 표시부(170a,170b,170c)에 각각 포함된 광원들이 전체적으로 또는 부분적으로 동작하는 것이 가능하다.
상기 제1,2,3 터치 감지부(160a,160b,160c)는 사용자의 손가락이나 물체의 위치에 따라 선택적으로 동작하거나 동시에 함께 동작할 수 있다.
예를 들어, 사용자의 손가락이 제1 위치에 있다가 제2 위치로 이동하는 경우 상기 제1 터치 감지부(160a)에서 사용자의 선택 위치(터치 위치)를 감지하다가 상기 제2 터치 감지부(160b)에서 사용자의 손가락을 감지한 순간 상기 제1 터치 감지부(160a)는 동작을 중단하고 상기 제2 터치 감지부(160b)가 사용자의 선택 위치를 감지할 수 있다. 마찬가지로 사용자의 손가락이 제2 위치에 있다가 제3 위치로 이동하는 경우 상기 제2 터치 감지부(160b)에서 사용자의 선택 위치(터치 위치)를 감지하다가 상기 제3 터치 감지부(160c)에서 사용자의 손가락을 감지한 순간 상기 제2 터치 감지부(160b)는 동작을 중단하고 상기 제3 터치 감지부(160c)가 사용자의 선택 위치를 감지할 수 있다. 이와 같은 경우에 터치 감지부가 이동하 것과 유사한 효과를 가질 수 있다.
물론, 설정에 따라 상기 제1,2,3 터치 감지부(160a,160b,160c)가 모두 동작하면서 사용자의 선택 위치를 감지하는 것도 가능하다. 상기 제1,2,3 터치 감지부(160a,160b,160c)에서 감지된 신호에 따라 제어부는 터치 위치를 감지한다.
또한, 상기 제1,2,3 터치 감지부(160a,160b,160c)는 각각 다른 명령 또는 기능을 입력하기 위한 서로 다른 유형의 동작명령을 입력받기 위한 것이 될 수도 있다.
예를 들어, 사용자가 컴퓨터를 사용시 마우스 장치를 사용하여 명령을 입력하는 경우, 마우스 장치를 움직이면 디스플레이 화면 상에서 커서가 움직이고, 마우스 장치의 버튼을 누르는 횟수에 따라 클릭 또는 더블 클릭이 입력된다. 이와 유사하게, 상기 제1 터치 감지부(160a)는 커서를 움직이게 하는 명령, 상기 제2 터치 감지부(160b)는 클릭을 하는 명령을 입력하기 위한 것이 될 수 있다. 또한, 상기 제3 터치 감지부(160c)는 더블 클릭을 하는 명령을 입력하기 위한 것이 될 수 있다.
또한, 상기 제2 터치 감지부(160b) 또는 제3 터치 감지부(160c)는 디스플레이부(300)에 디스플레이 되는 화면을 이전 화면으로 되돌리도록 하는 명령 또는 홈 화면이 보여지도록 하는 명령을 입력하기 위한 것이 될 수도 있다.
상기 제1,2,3 터치 감지부(160a,160b,160c)에서 감지된 신호는 상기 제어부(150)에서 서로 다른 명령 또는 기능으로 제어된다.
즉, 본 발명의 디스플레이 장치에서는 복수의 터치 감지부가 구비되며, 각각의 터치 감지부는 디스플레이부로부터 상이한 거리에 배치되고, 각각의 터치 감지부에 입력되는 신호는 서로 다른 종류의 명령이 될 수 있다.
이를 통해 사용자는 터치의 깊이(디스플레이부로부터의 거리)에 따라 다양한 종류의 명령을 입력할 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100; 터치스크린 장치 200; 정보처리부 300; 디스플레이부

Claims (10)

  1. 터치 측정신호를 발신하는 발신 모듈 및 상기 발신 모듈에서 발신된 터치 측정신호를 수신하는 수신 모듈을 포함하는 터치 감지부;
    상기 발신 모듈 및 수신 모듈을 제어하고 상기 터치 감지부로부터의 신호에 따라 터치 위치를 연산하는 제어부;
    상기 터치 감지부의 주위에 배치되어 시각적으로 인식 가능한 광을 방출하는 위치 표시부; 및
    상기 터치 감지부 및 위치 표시부를 지지하는 지지부재를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 터치 감지부에서 감지영역 내의 사용자의 동작을 감지하면 상기 위치 표시부를 제어하여 시각적으로 인식 가능하게 점멸하는 광을 방출하도록 하고,
    상기 터치 측정신호와 상기 시각적으로 인식 가능한 광은 서로 이격되고 평행한 방향으로 진행하는 터치스크린 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 위치 표시부는 라인 레이저 모듈로 형성되는 터치스크린 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 라인 레이저 모듈은 레이저 모듈과, 상기 레이저 모듈에서 방출된 광이 90도 각도로 반사되어 진행하도록 하는 반사부재와, 상기 반사부재가 상기 레이저 모듈에 결합되어 지지되도록 하고 상기 레이저 모듈에서 방출되어 상기 반사부재에서 반사된 레이저가 통과하는 광 투과 지지부재가 포함되는 터치스크린 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 라인 레이저 모듈은 1hz 내지 100hz로 점멸되는 터치스크린 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 지지부재는 제1 지지부재와 제2 지지부재를 포함하고, 상기 제2 지지부재는 상기 제1 지지부재에 슬라이딩 가능하게 결합되어 상기 제2 지지부재가 이동됨에 따라 상기 터치 감지부 및 위치 표시부가 동시에 이동되는 터치스크린 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 터치 감지부를 통해 사용자의 동작 속도의 변화를 감지하면 상기 위치 표시부를 제어하여 광의 점멸 주파수 또는 색상을 변경하도록 제어하는 터치스크린 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 터치 감지부는 제1 위치에 제1 터치 감지부와 제2 위치에 제2 터치 감지부를 포함하고, 상기 제1 터치 감지부와 제2 터치 감지부는 서로 다른 유형의 동작명령을 입력받는 터치스크린 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제1 터치 감지부의 감지영역과 상기 제2 터치 감지부의 감지영역은 서로 평행한 터치스크린 장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 위치 표시부는 제1 위치 표시부와 제2 위치 표시부를 포함하고, 상기 제1 위치 표시부와 제2 위치 표시부는 서로 다른 색상의 가시광을 방출하는 광원으로 형성되는 터치스크린 장치.
  10. 터치스크린 장치;
    상기 터치스크린 장치에서 감지한 신호를 연산하여 처리하는 정보처리부; 및 상기 터치스크린 장치와 이격되어 배치되고, 상기 정보처리부의 신호에 따라 영상이 디스플레이되는 디스플레이부를 포함하고,
    상기 터치스크린 장치는 터치 측정신호를 발신하는 발신 모듈 및 상기 발신 모듈에서 발신된 터치 측정신호를 수신하는 수신 모듈을 포함하는 터치 감지부; 상기 발신 모듈 및 수신 모듈을 제어하고 상기 터치 감지부로부터의 신호에 따라 터치 위치를 연산하는 제어부; 상기 터치 감지부의 주위에 배치되어 시각적으로 인식 가능한 광을 방출하는 위치 표시부; 및 상기 터치 감지부 및 위치 표시부를 지지하는 지지부재를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 터치 감지부에서 감지영역 내의 사용자의 동작을 감지하면 상기 위치 표시부를 제어하여 시각적으로 인식 가능하게 점멸하는 광을 방출하도록 하고,
    상기 터치 감지부는 상기 디스플레이부로부터 이격되고 상기 터치 측정신호는 상기 디스플레이부와 평행한 방향으로 진행하고,
    상기 위치 표시부는 상기 터치 감지부와 상기 디스플레이부 사이에 배치되고 상기 시각적으로 인식 가능한 광은 상기 터치 측정신호와 평행한 방향으로 진행하는 디스플레이 장치.
KR1020160052138A 2016-04-28 2016-04-28 터치스크린 장치 및 그 제어방법 그리고 디스플레이 장치 KR101809678B1 (ko)

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