KR102400513B1 - 에어 스크린 디텍터 장치 - Google Patents

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KR102400513B1
KR102400513B1 KR1020210008113A KR20210008113A KR102400513B1 KR 102400513 B1 KR102400513 B1 KR 102400513B1 KR 1020210008113 A KR1020210008113 A KR 1020210008113A KR 20210008113 A KR20210008113 A KR 20210008113A KR 102400513 B1 KR102400513 B1 KR 102400513B1
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infrared light
display
light source
multifocal lens
air screen
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KR1020210008113A
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한상필
박재규
김성일
송민협
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한국전자통신연구원
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Abstract

본 발명은 에어 스크린 디텍터 장치를 개시한다. 그의 장치는 가시 광을 사용하여 에어 스크린 이미지를 표시하는 디스플레이, 상기 디스플레이 상에 배치되는 적외선 광원, 상기 디스플레이 및 상기 적외선 광원의 일측에 배치되고, 상기 적외선 광원의 타측의 손가락에서 반사되는 상기 적외선 광을 수신하는 적외선 이미지 센서, 상기 적외선 이미지 센서 및 상기 적외선 광원 사이에 배치되어 상기 적외선 광을 상기 적외선 이미지 센서에 제공하는 제 1 다초점 렌즈, 그리고 상기 제 1 다초점 렌즈와 상기 적외선 이미지 센서 사이에 배치되는 가시 광 필터를 포함한다.

Description

에어 스크린 디텍터 장치{air screen detector device}
본 발명은 디텍터 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에어 스크린 디텍터 장치에 관한 것이다.
최근, Goggle, HMD(head mounted display), 및 Glove 등의 보조 장치 없이 허공에 3차원 이미지 프로젝션이 가능하고 이를 통하여 언제 어디에서나 상호 인식 반응할 수 있는 Human-Machine 스마트 인터페이스 기술이 개발되고 있다. Human-Machine 스마트 인터페이스 장치는 레이저 빔을 이용하여 컴퓨터, TV, DVD 등의 화면을 표시하거나 마우스 대신 손가락을 통해 제어하는 대화형 입출력 장치이다.
본 발명의 해결 과제는, 손가락의 터치 번호를 비접촉 방법(non-contact and/or untact method)으로 획득할 수 있는 에어 스크린 디텍터 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명은 에어 스크린 디텍터 장치를 개시한다. 그의 장치는, 가시 광을 사용하여 에어 스크린 이미지를 일 방향으로 표시하는 디스플레이; 상기 디스플레이 상에 배치되어 상기 가시 광의 방향과 동일한 방향으로 적외선 광을 제공하는 적외선 광원; 상기 디스플레이 및 상기 적외선 광원의 일측에 배치되고, 상기 적외선 광원의 타측의 상기 에어 스크린 이미지 내에 제공되는 손가락에서 반사되는 상기 적외선 광을 수신하는 적외선 이미지 센서; 상기 적외선 이미지 센서와 상기 적외선 광원 사이에 배치되어 상기 적외선 광을 상기 적외선 이미지 센서에 제공하는 제 1 다초점 렌즈; 및 상기 제 1 다초점 렌즈와 상기 적외선 이미지 센서 사이에 배치되어 상기 가시 광을 제거하는 가시 광 필터를 포함한다.
일 예에 따르면, 상기 디스플레이는 표시 영역들을 갖고, 상기 적외선 광원은 상기 표시 영역들 사이에 배치될 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 적외선 광원은 상기 표시 영역들을 개별적으로 노출하는 홀들(holes)을 가질 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 적외선 광원은 상기 홀들을 포함하는 그물 모양을 가질 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 가시 광 필터 및 상기 제 1 다초점 렌즈 사이, 또는 상기 제 1 다초점 렌즈 및 상기 적외선 광원 사이에 제공되는 빔 스플리터를 더 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 빔 스플리터 및 상기 디스플레이 사이에 배치된 제 2 다초점 렌즈를 더 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 빔 스플리터는 상기 제 2 다초점 렌즈 및 상기 디스플레이 사이에 배치될 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 빔 스플리터에 대향하는 상기 제 2 다초점 렌즈의 일측에 배치되어 상기 가시 광을 상기 제 2 다초점 렌즈에 반사하는 미러를 더 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 디스플레이, 상기 적외선 광원, 상기 제 1 다초점 렌즈, 및 상기 제 2 다초점 렌즈는 상기 빔 스플리터를 사방에서 둘러쌀 수 있다.
일 예에 따르면, 제 1 거리 내의 사용자를 감지하는 제 1 초음파 센서; 및 상기 제 1 초음파 센서 및 상기 적외선 광원 사이에 배치되어 상기 제 1거리보다 작은 제 2 거리의 상기 사용자의 상기 손가락을 감지하는 제 2 초음파 센서를 더 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 적외선 이미지 센서에 연결된 증폭기; 및 상기 증폭기에 연결된 신호 처리기를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 개념에 따른 에어 스크린 디텍터 장치는 손가락에 반사되는 적외선 광을 검출하는 다초점 렌즈, 가시 광 필터 및 적외선 이미지 센서를 이용하여 상기 손가락의 터치 번호를 비접촉 방식으로 획득할 수 있다.
도 1 및 도 2은 본 발명의 개념에 따른 에어 스크린 디텍터 장치의 일 예를 보여주는 블록 다이아그램 및 단면도이다.
도 3은 도 2의 디스플레이에 의해 생성되는 에어 스크린 이미지의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 도 2의 디스플레이와 적외선 광원의 일 예를 보여주는 정면도들이다.
도 5는 도 4a의 표시 영역들에 제공되는 손가락의 위치에 근거한 적외선 이미지 센서 상의 적외선 광의 결상 위치를 보여주는 단면도들이다.
도 6a 내지 도 6c는 도 4a의 1, 2, 및 3의 표시 영역들 상에 제공되는 손가락을 보여주는 정면도이다.
도 7a 내지 도 7c는 도 6a 내지 도 6c의 손가락의 위치를 보여주는 이미지들이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 개념에 따른 에어 스크린 디텍터 장치의 일 예를 보여주는 블록 다이아그램 및 단면도이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 개념에 따른 에어 스크린 디텍터 장치의 일 예를 보여주는 블록 다이아그램 및 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당 업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 장치는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 또한, 명세서에서 광원, 디스플레이, 렌즈, 및 센서는 광학 분야에서 주로 사용되는 의미로 이해될 수 있을 것이다. 바람직한 실시 예에 따른 것이기 때문에, 설명의 순서에 따라 제시되는 참조 부호는 그 순서에 반드시 한정되지는 않는다.
도 1 및 도 2은 본 발명의 개념에 따른 에어 스크린 디텍터 장치(100)의 일 예를 보여준다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 에어 스크린 디텍터 장치(100)는 비접촉식 에어 스크린 디텍터 장치일 수 있다. 일 예로, 에어 스크린 디텍터 장치(100)는 제 1 초음파 센서(102), 제 2 초음파 센서(104), 디스플레이(106), 적외선 광원(108), 제 1 다초점 렌즈(110), 가시 광 필터(112), 적외선 이미지 센서(114), 증폭기(116), 및 신호 처리기(118)를 포함할 수 있다.
제 1 초음파 센서(102)는 디스플레이(106) 및 적외선 광원(108)으로부터 이격하여 제공될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 제 1 초음파 센서(102)는 구조물의 도어, 또는 엘리베이터 입구의 상부 벽에 제공될 수 있다. 또한, 제 1 초음파 센서(102)는 구조물 내의 천장 벽에 제공될 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 제 1 초음파 센서(102)는 사용자(200)를 인식할 수 있다. 예를 들어, 초음파 센서(102)는 약 1m 내지 약 10m의 제 1 거리(D1) 내의 사용자(200)를 감지할 수 있다.
제 2 초음파 센서(104)는 디스플레이(106) 및 제 1 초음파 센서(102) 사이에 제공될 수 있다. 제 2 초음파 센서(104)는 디스플레이(106)에 인접하여 제공될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 제 2 초음파 센서(104)는 도어, 또는 엘리베이터 입구의 측벽(sidewall)에 제공될 수 있다. 또한, 제 2 초음파 센서(104)는 자동차의 도어에 제공될 수 있으며 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 제 2 초음파 센서(104)는 사용자(200)의 손가락(202)을 감지할 수 있다. 예를 들어, 초음파 센서(102)는 약 1cm 내지 1m의 제 2 거리(D2) 내의 사용자(200)의 손가락(202)을 감지할 수 있다.
디스플레이(106)는 적외선 광원(108)을 고정 및/또는 지지할 수 있다. 사용자(200)의 손가락(202)이 디스플레이(106) 앞에 위치하면, 디스플레이(106)는 가시 광(105)을 손가락(202) 방향으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(106)는 액정표시장치를 포함할 수 있다. 또한, 디스플레이(106)는 홀로그래피 이미지 장치를 포함할 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 가시 광(105)은 약 400nm 내지 약 700nm 파장의 백색 광 및/또는 레이저 빔을 포함할 수 있다.
도 3은 도 2의 디스플레이(106)에 의해 생성되는 에어 스크린 이미지(126)의 일 예를 보여준다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 디스플레이(106)는 가시 광(105)을 이용하여 에어 스크린 이미지(126)를 일방향으로 표시할 수 있다. 에어 스크린 이미지(126)는 적외선 광원(108)의 상부 면으로부터 분리되어 표시될 수 있다. 에어 스크린 이미지(126)는 홀로그램 이미지를 포함할 수 있다. 에어 스크린 이미지(126)는 번호들 및/또는 기호들을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 에어 스크린 이미지(126)는 0 내지 9의 번호들과, * 및 #의 기호들을 나타낼 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 적외선 광원(108)은 디스플레이(106) 상에 제공될 수 있다. 일 예로, 적외선 광원(108)은 적외선 조명 장치일 수 있다. 적외선 광원(108)은 적외선 광(107)을 가시 광(105)의 방향과 동일한 방향으로 제공할 수 있다. 적외선 광원(108)은 디스플레이(106) 방향으로의 적외선 광(107)을 차단할 수 있다. 예를 들여, 적외선 광원(108)은 적외선 레이저 장치를 포함할 수 있다. 적외선 광(107)은 약 800nm 내지 약 1500nm 파장의 레이저 빔을 포함할 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 도 2의 디스플레이(106)와 적외선 광원(108)의 일 예를 보여준다.
도 4a를 참조하면, 디스플레이(106)는 표시 영역들(109)을 갖고, 적외선 광원(108)은 표시 영역들(109) 사이 및/또는 상기 표시 영역들(109)의 외곽에 배치될 수 있다.
도 4b를 참조하면, 표시 영역들(109)은 숫자 키 및/또는 기호를 표시하는 영역들일 수 있다. 표시 영역들(109)의 각각은 사각형 모양을 가질 수 있다. 표시 영역들(109)은 3X4의 매트릭스 모양으로 배열될 수 있다. 표시 영역들(109)은 0 내지 9의 번호들과, * 및 #의 기호들을 표시하는 영역들일 수 있다.
도 4c를 참조하면, 적외선 광원(108)은 그물 모양 및/또는 격자 모양을 가질 수 있다. 일 예로, 적외선 광원(108)은 홀들(111)을 가질 수 있다. 홀들(111)은 표시 영역들(109)을 개별적으로 노출시킬 수 있다. 홀들(111)은 표시 영역들(109)의 모양과 동일한 모양을 가질 수 있다. 예를 들어, 홀들(111)의 각각은 사각형 모양을 가질 수 있다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 적외선 광(107)은 손가락(202)에 제공된 후 상기 손가락(202)에서 반사될 수 있다. 적외선 광(107)은 적외선 광원(108)의 홀들(111) 및 디스플레이(106)의 표시 영역들(109)을 통과하여 제 1 다초점 렌즈(110), 가시 광 필터(112) 및 적외선 이미지 센서(114)에 제공될 수 있다.
제 1 다초점 렌즈(110)는 디스플레이(106)와 적외선 이미지 센서(114) 사이에 제공될 수 있다. 제 1 다초점 렌즈(110)는 적외선 광(107)을 적외선 이미지 센서(114)에 투영할 수 있다. 제 1 다초점 렌즈(110)는 표시 영역들(109)에 근거하여 적외선 광(107)을 복수개의 초점들에 투영할 수 있다.
가시 광 필터(112)는 제 1 다초점 렌즈(110) 및 적외선 이미지 센서(114) 사이에 제공될 수 있다. 가시 광 필터(112)는 적외선 광(107)을 투과하고, 가시 광(105)을 제거 및/또는 차단할 수 있다.
적외선 이미지 센서(114)는 가시 광 필터(112)의 일측에 제공될 수 있다. 적외선 이미지 센서(114)는 제 1 다초점 렌즈(110)의 초점들과 가시 광 필터(112) 사이에 제공할 수 있다. 적외선 이미지 센서(114)는 제 1 다초점 렌즈(110)의 초점들로부터 약 1mm 내지 약 10cm의 수신 거리(F1)에 배치될 수 있다. 적외선 이미지 센서(114)는 적외선 광(107)을 수신하여 손가락(202)의 이미지 신호를 획득할 수 있다. 적외선 이미지 센서(114)는 II-VI족 화합물 반도체 센서 어레이를 포함할 수 있다. 이와 달리, 적외선 이미지 센서(114)는 IV족의 실리콘 또는 게르마늄의 센서 어레이를 포함할 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
증폭기(116)는 적외선 이미지 센서(114)에 연결될 수 있다. 증폭기(116)는 이미지 신호를 증폭할 수 있다.
신호 처리기(118)는 증폭기(116)에 연결될 수 있다. 신호 처리기(118)는 이미지 신호를 분석할 수 있다. 즉, 신호 처리기(118)는 이미지 신호를 이용하여 손가락(202)의 터치 번호들 및/또는 터치 기호들을 판별할 수 있다.
따라서, 본 발명의 에어 스크린 디텍터 장치(100)는 제 1 다초점 렌즈(110), 가시 광 필터(112) 및 적외선 이미지 센서(114)를 이용하여 상기 손가락의 터치 번호를 비접촉 방식으로 획득할 수 있다.
도 5는 도 4a의 표시 영역들(109)에 제공되는 손가락(202)의 위치에 근거한 적외선 이미지 센서(114) 상의 적외선 광(107)의 결상 위치(imaging location)를 보여준다. 도 5에서 에어 스크린 이미지(126)은 설명을 보다 명확하게 하기 위해 생략된다.
도 4a 및 도 5를 참조하면, 적외선 이미지 센서(114) 상의 적외선 광(107)의 결상 위치는 표시 영역(109)에 제공되는 손가락(202)의 위치에 따라 변화될 수 있다. 손가락(202)이 표시 영역들(109)의 1, 2, 또는 3 중의 어느 하나에 제공되면, 제 1 다초점 렌즈(110)는 적외선 광(107)을 적외선 이미지 센서(114)의 최상부분(top portion, N1)에 제공할 수 있다. 적외선 광(107)은 적외선 이미지 센서(114)의 최상부분(N1)에 결상(imaged)될 수 있다.
손가락(202)이 표시 영역들(109)의 4, 5, 또는 6 중의 어느 하나에 제공되면, 적외선 광(107)은 적외선 이미지 센서(114)의 차상부(middle top portion, N2)에 제공될 수 있다.
손가락(202)이 표시 영역들(109)의 7, 8, 또는 9 중의 어느 하나에 제공되면, 적외선 광(107)은 적외선 이미지 센서(114)의 중간 부분(middle portion, N3)에 제공될 수 있다.
손가락(202)이 표시 영역(109)의 7, 8, 및 9 중의 어느 하나에 제공되면, 적외선 광(107)은 적외선 이미지 센서(114)의 하부 부분(bottom portion, N4)에 제공될 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 도 4a의 1, 2, 및 3의 표시 영역들(109) 상에 제공되는 손가락(202)을 보여준다. 도 7a 내지 도 7c는 도 6a 내지 도 6c의 손가락(202)의 위치를 보여준다.
도 6a 내지 도 6c 및 도 7a 내지 도 7c를 참조하여 손가락(202)이 표시 영역들(109) 상에 제공되면, 신호 처리기(118)는 검지의 손가락(202)의 위치에 대응되는 터치 번호 및 터치 기호를 판별할 수 있다. 예를 들어, 신호 처리기(118)는 소프트 알고리즘 및/또는 인공지능(AI)을 이용하여 검지의 손가락(202)의 위치에 대응되는 터치 번호 및 터치 기호를 판별할 수 있다. 또한, 신호 처리기(118)는 검지의 손가락(202) 이미지를 미리 저장된 이미지와 비교하여 터치 번호를 판별할 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
도 6a 및 도 7a를 참조하면, 검지의 손가락(202)이 1의 표시 영역(109)에 제공되면, 신호 처리기(118)는 적외선 광(107)의 검출신호를 이용하여 1의 터치 번호 및 터치 기호를 판별할 수 있다. 예를 들어, 손가락(202)의 검출신호는 윤곽선(contour and/or outline)으로 나타나거나, 회색으로 나타날 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
도 6b 및 도 7b를 참조하면, 검지의 손가락(202)이 2의 표시 영역(109)에 제공되면, 신호 처리기(118)는 적외선 광(107)의 검출신호를 이용하여 2의 터치 번호를 판별할 수 있다.
도 6c 및 도 7c를 참조하면, 검지의 손가락(202)이 3의 표시 영역(109)에 제공되면, 신호 처리기(118)는 적외선 광(107)의 검출신호를 이용하여 3의 터치 번호를 판별할 수 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 개념에 따른 에어 스크린 디텍터 장치(100)의 일 예를 보여준다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 에어 스크린 디텍터 장치(100)는 디스플레이(106)와 제 1 다초점 렌즈(110) 사이의 빔 스플리터(120) 및 제 2 다초점 렌즈(124)를 더 포함할 수 있다. 디스플레이(106)는 적외선 광원(108)으로부터 분리될 수 있다. 디스플레이(106)는 제 2 다초점 렌즈(124), 빔 스플리터(120) 및 제 1 다초점 렌즈(110)를 통해 가시 광(105)을 적외선 광원(108) 외곽에 에어 스크린 이미지(126)를 표시할 수 있다.
빔 스플리터(120)는 디스플레이(106) 및 제 1 다초점 렌즈(110) 사이에 제공될 수 있다. 빔 스플리터(120)는 가시 광(105)을 제 1 다초점 렌즈(110)에 반사할 수 있다. 빔 스플리터(120)는 가시 광 필터(112) 및 제 1 다초점 렌즈(110) 사이에 제공될 수 있다. 빔 스플리터(120)는 적외선 광(107)을 가시 광 필터(112) 투과할 수 있다.
제 2 다초점 렌즈(124)는 빔 스플리터(120)와 디스플레이(106) 사이에 제공될 수 있다. 제 2 다초점 렌즈(124)는 디스플레이(106)의 표시 영역들(109) 내의 가시 광(105)을 빔 스플리터(120)에 투영할 수 있다. 가시 광(105)은 제 1 다초점 렌즈(110) 및 적외선 광원(108)을 통과하여 에어 스크린 이미지(126)로 표시될 수 있다.
제 1 초음파 센서(102), 제 2 초음파 센서(104), 적외선 광원(108), 제 1 다초점 렌즈(110), 가시 광 필터(112), 적외선 이미지 센서(114), 증폭기(116), 및 신호 처리기(118)는 도 1 및 도 2와 동일하게 구성될 수 있다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 개념에 따른 에어 스크린 디텍터 장치(100)의 일 예를 보여준다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 에어 스크린 디텍터 장치(100)는 디스플레이(106)의 가시 광(105)을 사용자(200)에 반사하는 미러(130)를 더 포함할 수 있다.
디스플레이(106)는 빔 스플리터(120)에 인접하여 제공될 수 있다. 일 예로, 디스플레이(106), 적외선 광원(108), 제 1 다초점 렌즈(110), 및 제 2 다초점 렌즈(124)는 빔 스플리터(120)의 사방을 사각형 모양으로 둘러쌀 수 있다. 디스플레이(106)는 가시 광(105)을 빔 스플리터(120), 제 2 다초점 렌즈(124), 및 미러(130)에 제공할 수 있다.
빔 스플리터(120)는 디스플레이(106) 및 제 1 다초점 렌즈(110) 사이에 제공될 수 있다. 또한, 빔 스플리터(120)는 디스플레이(106) 및 제 2 다초점 렌즈(124) 사이에 제공될 수 있다. 빔 스플리터(120)는 디스플레이(106)의 가시 광(105)을 제 2 다초점 렌즈(124)에 반사할 수 있다. 빔 스플리터(120)는 제 2 다초점 렌즈(124) 및 적외선 광원(108) 사이에 제공될 수 있다. 미러(130)가 가시 광(105)을 반사하면, 가시 광(105)은 제 2 다초점 렌즈(124), 빔 스플리터(120) 및 적외선 광원(108)을 통과하여 에어 스크린 이미지(126)를 표시할 수 있다. 빔 스플리터(120)는 적외선 광원(108) 및 제 1 다초점 렌즈(110) 사이에 제공할 수 있다. 적외선 광(107)이 에어 스크린 이미지(126) 내의 손가락(202)에 반사되면, 빔 스플리터(120)는 적외선 광(107)을 제 1 다초점 렌즈(110), 가시 광 필터(112) 및 적외선 이미지 센서(114)에 반사할 수 있다.
제 2 다초점 렌즈(124)는 빔 스플리터(120) 및 미러(130) 사이에 제공될 수 있다. 제 2 다초점 렌즈(124)는 가시 광(105)을 미러(130)에 투영할 수 있다. 제 2 다초점 렌즈(124)는 표시 영역들(도 4a의 109)의 가시 광(105)을 미러(130)에 개별적으로 집중(focus)시킬 수 있다.
미러(130)는 제 2 다초점 렌즈(124)의 일측에 제공될 수 있다. 미러(130)는 디스플레이(106)의 가시 광(105)을 제 2 다초점 렌즈(124), 빔 스플리터(120), 및 적외선 광원(108)에 반사할 수 있다. 가시 광(105)은 디스플레이(106)의 표시 영역들(109)의 번호들 및/또는 기호들을 에어 스크린 이미지(126)로 표시할 수 있다.
제 1 초음파 센서(102), 제 2 초음파 센서(104), 적외선 광원(108), 제 1 다초점 렌즈(110), 가시 광 필터(112), 적외선 이미지 센서(114), 증폭기(116), 및 신호 처리기(118)는 도 1 및 도 2와 동일하게 구성될 수 있다.
위에서 설명한 내용은 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 예들이다. 본 발명에는 위에서 설명한 실시 예들뿐만 아니라, 단순하게 설계 변경하거나 용이하게 변경할 수 있는 실시 예들도 포함될 것이다. 또한, 본 발명에는 위에서 설명한 실시 예들을 이용하여 앞으로 용이하게 변형하여 실시할 수 있는 기술들도 포함될 것이다.

Claims (11)

  1. 가시 광을 사용하여 에어 스크린 이미지를 일 방향으로 표시하는 디스플레이;
    상기 디스플레이의 일측 상에 배치되어 상기 가시 광의 방향과 동일한 방향으로 적외선 광을 제공하는 적외선 광원;
    상기 디스플레이 및 상기 적외선 광원의 타측에 배치되고, 상기 적외선 광원의 일측의 상기 에어 스크린 이미지 내에 제공되는 손가락에서 반사되는 상기 적외선 광을 수신하는 적외선 이미지 센서;
    상기 적외선 이미지 센서와 상기 적외선 광원 사이에 배치되어 상기 적외선 광을 상기 적외선 이미지 센서에 제공하는 제 1 다초점 렌즈; 및
    상기 제 1 다초점 렌즈와 상기 적외선 이미지 센서 사이에 배치되어 상기 가시 광을 제거하는 가시 광 필터를 포함하되,
    상기 디스플레이는 상기 제 1 다초점 렌즈와 상기 적외선 광원 사이에 배치되어 상기 손가락에서 반사되는 상기 적외선 광을 선택적으로 통과시키고 상기 적외선 광원에 접촉하고,
    상기 적외선 광원은 상기 디스플레이에 조사되는 상기 적외선 광을 차단하는 에어 스크린 디텍터 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이는 표시 영역들을 갖고,
    상기 적외선 광원은 상기 표시 영역들 사이에 배치되는 에어 스크린 디텍터 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 적외선 광원은 상기 표시 영역들을 개별적으로 노출하는 홀들을 갖는 에어 스크린 디텍터 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 적외선 광원은 상기 홀들을 포함하는 그물 모양을 갖는 에어 스크린 디텍터 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 가시 광 필터 및 상기 제 1 다초점 렌즈 사이, 또는 상기 제 1 다초점 렌즈 및 상기 적외선 광원 사이에 제공되는 빔 스플리터를 더 포함하는 에어 스크린 디텍터 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 빔 스플리터 및 상기 디스플레이 사이에 배치된 제 2 다초점 렌즈를 더 포함하는 에어 스크린 디텍터 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 빔 스플리터는 상기 제 2 다초점 렌즈 및 상기 디스플레이 사이에 배치되는 에어 스크린 디텍터 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 빔 스플리터에 대향하는 상기 제 2 다초점 렌즈의 일측에 배치되어 상기 가시 광을 상기 제 2 다초점 렌즈에 반사하는 미러를 더 포함하는 에어 스크린 디텍터 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 디스플레이, 상기 적외선 광원, 상기 제 1 다초점 렌즈, 및 상기 제 2 다초점 렌즈는 상기 빔 스플리터를 사방에서 둘러싸는 에어 스크린 디텍터 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    제 1 거리 내의 사용자를 감지하는 제 1 초음파 센서; 및
    상기 제 1 초음파 센서 및 상기 적외선 광원 사이에 배치되어 상기 제 1거리보다 작은 제 2 거리의 상기 사용자의 상기 손가락을 감지하는 제 2 초음파 센서를 더 포함하는 에어 스크린 디텍터 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 적외선 이미지 센서에 연결된 증폭기; 및
    상기 증폭기에 연결된 신호 처리기를 더 포함하는 에어 스크린 디텍터 장치.
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