KR20150024530A - 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

포인터의 근접 터치를 감지할 수 있는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 디스플레이부와, 디스플레이부의 둘레를 감싸는 베젤 프레임부와, 베젤 프레임부 위에 제 1 간격으로 배치되는 다수의 발광부들과, 베젤 프레임부 위에 제 2 간격으로 배치되는 다수의 수광부들과, 베젤 프레임부 위에 배치되고 발광부 및 수광부를 노출시키는 노이즈 제거부와, 노이즈 제거부 위에 배치되는 커버부를 포함하고, 노이즈 제거부는, 제 3 간격으로 배치되는 다수의 제 1 홀들과, 제 4 간격으로 배치되는 다수의 제 2 홀들을 포함하며, 제 1 홀 내에는 발광부가 배치되고, 제 2 홀 내에는 수광부가 배치될 수 있다.

Description

근접 터치 기능을 구비한 전자 장치 및 그 제어 방법{ELECTRONIC DEVICE FOR SENSING PROXIMITY TOUCH AND CONTROLLING METHOD THEREOF}
본 발명은 포인터의 근접 터치를 감지할 수 있는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
최근 터치 인식 기술과 3차원 디스플레이 기술이 발전함에 따라, 사용자가 전자 장치에 대해 3차원적으로 접근할 수 있게 하는 기술, 즉 3D 인터랙션(interactiuon)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
이러한, 3D 인터랙션은 기존의 터치스크린이 X-Y축 입력을 터치 입력으로 감지하는 것과 동시에, Z축 입력 또한 터치 입력으로서 감지할 수 있는 공간인식기술을 핵심으로 한다.
따라서, 공간인식기술을 구현하기 위해, 종래에는 전자 장치에 별도의 중소형 카메라를 구비해 왔다.
즉, 카메라를 이용하여 포인터의 모습을 촬상한 후, 촬상된 영상으로부터 포인터의 위치를 추측함으로써 근접 터치 기능을 구현한다.
그러나, 카메라를 이용하여 근접 터치 기능을 구현하는 방법은, 높은 비용을 요한다는 단점을 갖는다.
별도의 카메라가 구비되므로 제조 비용이 증가되고, 전자 장치의 전력 소모 및 메모리 측면에서도 불리하다.
또한, 하나의 카메라가 촬상할 수 있는 영역이 정해져 있어 근접 터치가 제공되는 영역이 좁다.
특히, 카메라의 근거리에서는 그 촬상 영역이 매우 좁기 때문에, 근거리에서는 근접 터치를 장치 전방의 전 영역에서 활용할 수 없다는 문제가 있다.
그 결과, 종래에는 네비게이션, 태블릿 PC 등과 같이 근접 터치 기능을 제공하는 전자 장치의 크기가 커질수록, 근거리에서 근접 터치 기능의 사용이 제한된다.
따라서, 향후, 넓은 영역에서도 노이즈(noise) 없이, 포인터의 근접 터치를 정확하고 정밀하게 감지할 수 있는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치의 기술 개발이 필요할 것이다.
본 발명은 전술한 필요성을 충족하기 위해 제안되는 것으로서, 발광부가 삽입되는 제 1 홀과 수광부가 삽입되는 제 2 홀을 갖는 노이즈 제거부를 배치함으로써, 넓은 근접 터치 영역을 제공함과 동시에 노이즈를 최소화할 수 있는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치는, 디스플레이부와, 디스플레이부의 둘레를 감싸는 베젤 프레임부와, 베젤 프레임부 위에 제 1 간격으로 배치되는 다수의 발광부들과, 베젤 프레임부 위에 제 2 간격으로 배치되는 다수의 수광부들과, 베젤 프레임부 위에 배치되고 발광부 및 수광부를 노출시키는 노이즈 제거부와, 노이즈 제거부 위에 배치되는 커버부를 포함하고, 노이즈 제거부는, 제 3 간격으로 배치되는 다수의 제 1 홀들과, 제 4 간격으로 배치되는 다수의 제 2 홀들을 포함하며, 제 1 홀 내에는 발광부가 배치되고, 제 2 홀 내에는 수광부가 배치될 수 있다.
여기서, 제 1 홀의 깊이는, 제 2 홀의 깊이보다 더 깊을 수 있다.
또한, 제 1 홀 및 제 2 홀은, 상부 영역의 내경이 하부 영역의 내경보다 더 클 수 있다.
경우에 따라, 제 1 홀의 상부 영역의 내경은, 제 2 홀의 상부 영역의 내경보다 더 작을 수 있다.
그리고, 제 1 홀 및 제 2 홀의 내면은, 노이즈 제거부의 상부면에 대해 일정 각도 경사진 경사면일 수 있다.
이어, 제 1 홀 및 제 2 홀의 내면들 중, 적어도 어느 한 내면에는 광을 반사하는 반사체가 배치될 수 있다.
또한, 제 1 홀의 내면에는, 발광부의 광을 흡수하는 흡수체 및 특정 파장대의 광만을 투과하는 광 필터 중, 적어도 어느 하나가 배치될 수 있다.
그리고, 제 2 홀의 내면에는, 흡수체와 광 필터가 순차적으로 적층되고, 광 필터는, 특정 파장대의 광만을 투과하고, 흡수체는, 광 필터로부터 투과된 광을 흡수할 수 있다.
다음, 커버부는, 노이즈 제거부의 제 1 홀과 제 2 홀을 커버하고, 커버부와 발광부 사이와, 커버부와 수광부 사이에는 에어 갭(air gap)이 형성될 수 있다.
경우에 따라, 커버부와 발광부 사이에는 광 확산 물질이 채워지며, 광 확산 물질은, 광을 굴절 또는 반사시키는 다수개의 비드(bid)들을 포함할 수 있다.
이어, 커버부는, 노이즈 제거부의 제 1 홀과 제 2 홀을 커버하고, 제 1 홀을 마주하는 커버부의 표면은, 제 1 홀에 대해 반대 방향으로 오목한 오목면이며, 제 2 홀을 마주하는 커버부의 표면은, 제 2 홀을 향하는 방향으로 볼록한 볼록면일 수 있다.
그리고, 커버부와 노이즈 제거부 사이에는 광 필터부가 배치될 수 있다.
여기서, 광 필터부는, 노이즈 제거부의 제 1 홀을 노출시키는 다수의 제 3 홀이 배치될 수도 있다.
다음, 본 발명은, 디스플레이부와 이격되게 위치한 포인터(pointer)로부터 반사된 광의 광량을 검출하고, 검출된 광의 광량을 기초로 포인터의 모션(motion)을 추출하고, 추출된 모션에 대응되는 동작을 수행하는 모션 인지부를 더 포함할 수도 있다.
여기서, 모션 인지부는, 수광부를 통해, 포인터로부터 반사된 광의 광량을 검출하는 검출부와, 검출된 광의 광량으로부터, 기 설정된 파장대 이외의 파장대에 속하는 노이즈 광을 제거하는 노이즈 필터부와, 노이즈가 제거된 광량을 기초로, 포인터의 X 좌표, Y 좌표, Z 좌표값을 계산하는 좌표 계산부와, 포인터의 좌표에 따라, 포인터의 모션을 추출하는 모션 추출부와, 검출부, 노이즈 필터부, 좌표 계산부 및 모션 추출부를 제어하고, 추출된 모션에 대응되는 동작을 수행하는 제어부를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른, 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치의 제어 방법은, 적어도 어느 하나의 발광부를 구동시켜 광을 조사하는 단계와, 조사된 광이, 소정의 포인터에 반사되어, 수광부에 수광되는 광의 광량을 검출하는 단계와, 검출된 광의 광량으로부터, 기 설정된 파장대 이외의 파장대에 속하는 노이즈 광을 제거하는 단계와, 노이즈가 제거된 광량을 기초로, 포인터의 X 좌표, Y 좌표, Z 좌표값을 계산하는 단계와, 포인터의 좌표에 따라, 포인터의 모션을 추출하는 단계와, 추출된 모션에 대응되는 동작을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은, 발광부가 삽입되는 제 1 홀과 수광부가 삽입되는 제 2 홀을 갖는 노이즈 제거부를 배치함으로써, 발광부의 광을 확산시키고 수광부로 향하는 노이즈 광을 차단시킬 수 있어, 넓은 근접 터치 영역을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 노이즈를 최소화할 수 있다.
이처럼, 본 발명은, 노이즈가 최소화된 광을 수광하므로, 포인터의 모션을 정밀하고 정확하게 추출하여 그에 상응하는 동작을 정확하게 수행할 수 있다.
따라서, 작은 포인터 모션일지라고, 쉽고 정확하게 인지할 수 있으므로, 전자 장치의 신뢰성이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명은, 발광부의 광을 확산시켜 넓은 근접 터치 영역을 제공하므로, 원거리에 위치하는 포인터의 모션도 정밀하고 정확하게 추출하여 그에 상응하는 동작을 정확하게 수행할 수 있다.
이어, 본 발명은, 근접 터치 기능을 구현하기 위해 카메라 대신 광센서 어레이를 이용함으로써,제조 비용을 절감할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 전자 장치의 근접 터치 기능을 보여주는 도면
도 2는 제 1 실시예에 따른 전자 장치의 광센서 모듈을 보여주는 평면도
도 3은 제 2 실시예에 따른 전자 장치의 광센서 모듈을 보여주는 평면도
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 전자 장치의 전체적인 구성을 보여주는 도면
도 5는 노이즈 제거부의 홀들 사이의 간격을 보여주는 단면도
도 6a 내지 도 6c는 노이즈 제거부의 홀 깊이를 보여주는 단면도
도 7a 내지 도 7c는 노이즈 제거부의 홀 직경을 보여주는 단면도
도 8a 내지 도 8c는 노이즈 제거부의 홀의 내면을 보여주는 단면도
도 9는 노이즈 제거부의 홀의 내면에 배치되는 반사체를 보여주는 단면도
도 10은 노이즈 제거부의 홀의 내면에 배치되는 흡수체 및 광 필터를 보여주는 도면
도 11은 노이즈 제거부의 홀 내부의 에어 갭을 보여주는 단면도
도 12는 노이즈 제거부의 홀 내부의 확산 물질을 보여주는 도면
도 13a 및 도 13b는 커버부의 볼록면과 오목면을 보여주는 단면도
도 14는 광 필터부의 위치를 보여주는 단면도
도 15a 및 도 15b는 홀을 갖는 광 필터부를 보여주는 도면
도 16은 포인터의 모션을 인지하는 모션 인지부를 보여주는 개략적으로 보여주는 도면
도 17은 모션 인지부를 보여주는 블럭 구성도
도 18은 본 발명에 따른 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도
도 19는 도 3의 제 1 광센서 모듈의 동작을 설명하기 위한 그래프
도 20은 도 3의 제 1 내지 제 4 광센서 모듈의 동작을 설명하기 위한 그래프
이하, 본 발명과 관련된 이동 단말기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
그러나, 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위하여 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명에서 다음 용어는 다음과 같은 기준으로 해석될 수 있고, 기재되지 않은 용어라도 하기 취지에 따라 해석될 수 있다. 코딩은 경우에 따라 인코딩 또는 디코딩으로 해석될 수 있고, 정보(information)는 값(values), 파라미터(parameter), 계수(coefficients), 성분(elements) 등을 모두 포함하는 용어로서, 경우에 따라 의미는 달리 해석될 수 있으므로 본 발명은 이에 한정되지 아니한다. '유닛'은 영상 처리의 기본 단위 또는 영상의 특정 위치를 지칭하는 의미로 사용되었으며, 경우에 따라서는 '블록', '파티션' 또는 '영역' 등의 용어와 서로 혼용하여 사용될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 유닛은 코딩 유닛, 예측 유닛, 변환 유닛을 모두 포함하는 개념으로 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전자 장치의 근접 터치 기능을 보여주는 도면이고, 도 2는 제 1 실시예에 따른 전자 장치의 광센서 모듈을 보여주는 평면도이며, 도 3은 제 2 실시예에 따른 전자 장치의 광센서 모듈을 보여주는 평면도이다.
근접 터치 기능을 구비한 전자 장치(100)는, 이동 단말기일 수도 있고, 고정 단말기일 수도 있다.
여기서, 이동 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 등이 포함될 수 있다.
그리고, 고정 단말기에는 텔레비전(TV), 모니터 등이 포함될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치(100)는 디스플레이부(110), 베젤 프레임부(1201), 복수의 광센서 모듈(120) 및 모션 인지부(미도시)를 포함할 수 있다.
여기서, 디스플레이부(110)는 전자 장치(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다.
예를 들어, 전자 장치(100)가 네비게이션인 경우, 특정 장소의 검색을 위한 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 디스플레이부(110)는 본 발명에 따른 전자 장치(100)의 전면의 대부분을 구성할 수 있다.
그리고, 디스플레이부(110)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이어, 베젤 프레임부(1201)는, 디스플레이부(110)의 둘레를 감싸도록 구성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 베젤 프레임부(1201)는, 디스플레이부(110)의 형상과 유사한 형상으로 이루어질 수 있다.
따라서, 베젤 프레임부(1201)는, 디스플레이부(110)의 둘레를 감싸도록 배치되는데, 경우에 따라, 디스플레이부(110)의 둘레 일부에 중첩될 수도 있다.
또한, 베젤 프레임부(1201)가 디스플레이부(110)의 전방에 구비되는 경우, 베젤 프레임부(1201)의 가운데에는 디스플레이부(110)가 노출될 수 있도록 개구부가 형성될 수 있다.
이어, 베젤 프레임부(1201)는, 본 발명의 전자 장치(100)의 내부 프레임 중 하나일 수 있다.
예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 전자 장치(100)의 전면 외관은, 프론트 케이스(101)를 통해 형성될 수 있으며, 베젤 프레임부(1201)는, 프론트 케이스(101)의 내측에 구비될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 베젤 프레임부(1201)는, 디스플레이부(110)를 구성하는 액정(LCD) 모듈의 일부일 수도 있다.
이 경우, 베젤 프레임부(1201)는, 액정(LCD) 패널과 그 하부에 배치된 백라이트 유닛의 외곽을 지지하며, 액정 패널과 백라이트 유닛을 결합할 수 있다.
또한, 베젤 프레임부(1201)는, 필요에 따라 후술되는 광센서 모듈(120)을 구동하기 위한 인쇄회로기판과 일체로 형성될 수 있거나, 또는, 베젤 프레임부(1201) 자체가 전자 장치(100)의 외관을 형성하는 케이스를 구성할 수도 있다.
다음, 베젤 프레임부(1201)에는 복수의 광센서 모듈(120)이 구비될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 광센서 모듈(120)은, 디스플레이부(110)의 둘레를 따라 구비되며, 디스플레이부(110)를 감싸는 일종의 광센서 모듈(120) 어레이를 형성할 수 있다.
여기서, 각각의 광센서 모듈(120)은 광을 조사하고, 조사된 광이 디스플레이부(110)와 이격되게 위치한 포인터(10)로부터 반사되면, 반사된 광의 광량을 검출할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 사용자의 손인 포인터(10)가, 디스플레이부(110)의 전방에서, 복수의 광센서 모듈(120)로부터 광이 조사되는 영역 내에 위치하면, 광센서 모듈(120)로부터 방출된 광이, 포인터(10)에 의해 반사된 후, 광센서 모듈(120)에 입사될 수 있다.
반사된 광이 입사되면, 광센서 모듈(120)은, 디스플레이 모듈의 전방에 포인터(10)가 존재함을 감지할 수 있고, 동시에 반사된 광의 광량을 기초로 포인터(10)와 디스플레이부(110) 사이의 거리를 추측할 수 있다.
이어, 모션 인지부는, 각 광센서 모듈(120)로부터 검출된 광의 광량을 기초로 포인터(10)의 모션을 추출하고, 추출된 모션에 대응되는 동작을 수행할 수 있다.
즉, 복수의 광센서 모듈(120)이 디스플레이부(110)에 근접한 포인터(10)를 감지하면, 모션 인지부는, 포인터(10)의 모션을 분석하여, 각 모션에 기 지정된 동작을 수행할 수 있다.
여기서, 동작 수행은 디스플레이부(110)의 출력 화면을 변경하는 동작, 전자 장치(100)로부터 출력되는 사운드를 제어하는 동작, 전자 장치(100)를 온/오프 하는 동작 등을 포함할 수 있다.
그리고, 각각의 동작은, 특정 모션에 대응되어 기 저장될 수 있으며, 모션 인지부는, 추출된 포인터(10)의 모션을, 기 저장된 모션으로부터 검색하고, 검색된 모션에 대응되는 동작을 실행할 수 있다.
하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시예들이 모션 인식부 자체로 구현될 수도 있다.
소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다.
소프트웨어 모듈들 각각은, 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다.
적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 메모리(160)에 저장되고, 제어부(180)에 의해 실행될 수 있다.
한편, 각각의 광센서 모듈(120)은 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 발광부(121) 및 하나의 수광부(122)를 포함한다.
여기서, 복수의 발광부(121)는 각각 광을 조사하며, 일종의 발광부(121) 어레이를 구성할 수 있다.
일 예로, 발광부(121)는 적외선(Infra Red light)을 방출하는 발광 다이오드(LED) 소자일 수 있다.
각 발광부(121)는, 베젤 프레임부(1201) 상에 형성된 인쇄회로기판에 실장될 수 있고, 인쇄회로기판의 제어에 따라 디스플레이부(110)의 전방을 향해 광을 조사할 수 있다.
그리고, 각 발광부(121)가 광을 조사할 때, 발광부(121)로부터 조사된 광은 발광부(121)의 종류에 따라 서로 다른 방사각을 가질 수 있다.
여기서, 방사각이 커질수록, 하나의 발광부(121)로부터 조사되는 광이 더 넓은 영역으로 조사될 수 있다.
또한, 수광부(122)는, 각 발광부(121)에서 조사되어 소정의 포인터(10)에 의해 반사된 광을 수광하고, 반사된 광의 광량을 전기신호로 변환한다.
그리고, 수광부(122)는, 적외선 센서, 광 다이오드(photo diode), 광 트랜지스터(photo transitor) 등을 포함할 수 있으며, 수광된 광의 광량에 대응되는 전기신호를 생성할 수 있다.
이어, 수광부(122), 또한, 베젤 프레임부(1201) 상에 형성된 인쇄회로기판에 실장될 수 있으며, 모션 인지부와 전기적으로 연결되어 전기신호를 모션 인지부에 전달할 수 있다.
본 실시예에서, 하나의 수광부(122)에는 복수의 발광부(121)가 대응될 수 있으며, 서로 대응되는 하나의 수광부(122)와 복수의 발광부(121)가 하나의 광센서 모듈(120)을 형성할 수 있다.
전술된 바와 같이, 베젤 프레임부(1201)에는, 광센서 모듈(120)이 복수개 구비될 수 있다.
특정 수광부(122)에 수광되는 광은, 그 수광부(122)와 대응되는 복수의 발광부(121) 중 하나로부터 조사된 광이, 포인터(10)에 의해 반사된 것이라 가정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 베젤 프레임부(1201) 상에서 각 광센서 모듈(120)에 포함된 복수의 발광부(121)는, 대응되는 수광부(122)를 감싸도록 배치될 수 있다.
이 경우, 각 발광부(121)는, 수광부(122)로부터 동일한 거리에 위치하며, 따라서 모든 발광부(121)로부터 조사되어 반사된 광이 수광부(122)에 효과적으로 입사될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이, 각 광센서 모듈(120a 등)에 포함된 복수의 발광부(1211~1213)는, 디스플레이부(110)의 둘레를 따라 일렬로 배치될 수 있다.
더 나아가, 수광부(122), 또한, 디스플레이부(110)의 둘레를 따라, 복수의 발광부(1211~1213)와 일렬로 배치될 수 있다.
이 경우, 복수의 발광부(1211~1213) 및 하나의 수광부(122)가 모두 일렬로 배치될 수 있다.
여기서, 하나의 수광부(122)는 두 개의 발광부 사이에 배치될 수도 있고, 또는 복수의 발광부 중, 가장자리에 위치한 발광부의 외측에 배치될 수도 있다.
이어, 하나의 광센서 모듈(120a)에 포함된 복수의 발광부(1211~1213) 및 하나의 수광부(122)는, 디스플레이부(110) 둘레의 일부에 일렬로 배치되고, 다른 광센서 모듈(120b)에 포함된 복수의 발광부(1211~1213) 및 하나의 수광부(122)는 디스플레이부(110) 둘레의 다른 일부에 일렬로 배치될 수 있다.
이 경우, 복수의 발광부와 하나의 수광부를 각각 포함한 복수의 광센서 모듈(120a~120d)이 연속적으로 배치되어 디스플레이부(110)를 둘러쌀 수 있다.
다음, 복수의 광센서 모듈에 포함된 발광부 및 수광부를 각각 일렬로 배치함으로써, 더 적은 수의 광센서 모듈을 이용하여 디스플레이부의 전체 영역에 빛을 조사하고 반사된 빛을 감지할 수 있다.
그 결과, 근접 센싱 기능의 구현을 위해 더 적은 수의 발광부와 수광부를 필요로 하게 되고, 제조 비용이 절감될 수 있다.
일 예로, 도 3에 도시된 바와 같이, 디스플레이부(110) 및 베젤 프레임부(1201)는 길이방향과 너비방향을 갖는 장방형으로 이루어질 수 있으며, 각 광센서 모듈(120a 등)은, 베젤 프레임부(1201)의 각 모서리에 배치되는 제 1 발광부(1211), 제 1 발광부(1211)로부터 길이방향으로 이격되게 배치되는 제 2 발광부(1212) 및 제 1 발광부(1211)로부터 너비방향으로 이격되게 배치되는 제 3 발광부(1213)를 포함할 수 있다.
이때, 각 광센서 모듈(120a 등)에 포함된 하나의 수광부(122)는, 제 1 발광부(1211) 및 제 2 발광부(1212) 사이에 배치될 수 있다.
본 실시예에서, 장방형의 베젤 프레임부(1201)는, 각 모서리를 포함하는 네 개의 지역영역으로 나누어질 수 있으며, 각각의 지역영역에는 하나의 광센서 모듈이 구비될 수 있다.
이때, 각각의 광센서 모듈은, 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 광센서 모듈(120a, 120b, 120c, 120d)로 지칭될 수 있다.
특정 광센서 모듈에 포함된 복수의 발광부로부터 조사된 광이, 포인터에 의해 반사되어 해당 광센서 모듈의 수광부로 입사되는 경우, 포인터는 베젤 프레임부 중 해당 광센서 모듈이 배치된 지역영역의 전방에 위치한 것으로 판단될 수 있다.
즉, 베젤 프레임부의 각 지역영역 당 하나의 광센서 모듈을 설치함으로써, 각 광센서 모듈에서 포인터가 감지될 때, 포인터의 위치를, 해당 광센서 모듈이 설치된 지역영역의 위치와 매칭할 수 있다.
한편, 각 광센서 모듈에 포함된 복수의 발광부의 개수는, 각 발광부로부터 조사되는 빛의 방사각에 따라 결정될 수 있다.
여기서, 발광부로부터 조사된 광이 반사되어 수광부에 입사되기 위해서는, 발광부와 수광부가 가까이 위치해야 한다.
이때, 발광부로부터 조사된 광이 반사되어 수광부에 입사될 수 있는 발광부와 수광부 사이의 최대 거리는, 발광부로부터 조사되는 광의 방사각이 클수록 커질 수 있다.
즉, 각각의 발광부로부터 조사되는 광의 방사각이 클수록, 상대적으로 멀리 떨어져 있는 발광부로부터 조사된 빛이 반사되어 수광부에 입사될 수 있다.
예를 들어, 복수의 발광부와 하나의 수광부가 일렬로 배치된 경우, 각 발광부로부터 조사되는 빛의 방사각이 크면, 수광부와 가장 멀리 떨어진 발광부에서 조사된 빛도 반사되어 수광부에 입사될 수 있다.
반면, 각 발광부로부터 조사되는 빛의 방사각이 작으면 수광부와 가까이 있는 발광부에서 조사된 빛만 반사되어 수광부에 입사될 수 있다.
즉, 각 발광부로부터 조사되는 빛의 방사각이 클수록, 하나의 수광부에 대응되는 발광부의 개수가 증가될 수 있다.
도 3에서는 하나의 수광부(122)에 3개의 발광부가 대응되는 실시예가 도시되었지만, 각 발광부로부터 조사되는 빛이 방사각이 더 커지면 4개 또는 5개의 발광부가 하나의 수광부(122)에 대응될 수 있다.
이 경우, 더 적은 수의 수광부(122)를 이용하여 디스플레이부(110) 전체 영역에 빛을 조사하고 반사된 빛을 감지할 수 있다.
이와 같이, 수광부(122)의 주변에 발광부(121)들이 인접하여 배치되는 경우, 수광부(122)는, 포인터로부터 반사되는 광을 수광하는 것 이외에도 인접한 발광부(121)들로부터 광이 수광될 수도 있다.
따라서, 수광부(122)는, 인접하는 발광부(121)의 광에 의한 노이즈(noise)로 인하여, 포인터의 모션을 정확하게 인지하는 것이 어려울 수도 있다.
그러므로, 노이즈 제거부를, 발광부(121)와 수광부(122)가 배치된 베젤 프레임부(1201) 위에 배치함으로써, 이러한 노이즈들을 제거할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 전자 장치의 전체적인 구성을 보여주는 도면으로서, 도 4a는 분해도이고, 도 4b는 결합도이다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 전자 장치(100)는, 디스플레이부(110), 베젤 프레임부(1201), 발광부(121), 수광부(122), 노이즈 제거부(130), 그리고, 커버부(140)를 포함할 수 있다.
여기서, 베젤 프레임부(1201)는, 디스플레이부(110)의 둘레를 감싸도록 배치될 수 있다.
그리고, 베젤 프레임부(1201) 위에는, 다수의 발광부(121)들이, 제 1 간격으로 배치될 수 있다.
이어, 베젤 프레임부(1201) 위에는, 다수의 수광부(121)들이, 제 2 간격으로 배치될 수 있다.
여기서, 발광부(121)들 사이의 제 1 간격은, 수광부(122)들 사이의 제 2 간격보다 더 좁을 수 있다.
또한, 발광부(121)의 개수는, 수광부(122)의 개수보다 더 많을 수 있다.
경우에 따라서는, 발광부(121)의 개수와, 수광부(122)의 개수는, 서로 동일할 수도 있다.
그리고, 수광부(122)는, 베젤 프레임부(1201)의 모서리 영역에 배치될 수 있다.
그 이유는, 포인터로부터 반사되는 광을 수광할 수 있는 영역이 넓기 때문이다.
다음, 노이즈 제거부(130)는, 베젤 프레임부(1201) 위에 배치되고, 발광부(121) 및 수광부(122)를 노출시킬 수 있다.
여기서, 노이즈 제거부(130)는, 다수의 제 1 홀(131)들과 다수의 제 2 홀(132)들을 포함할 수 있다.
이때, 다수의 제 1 홀(131)들은, 제 3 간격으로 배치되고, 다수의 제 2 홀(132)들은, 제 4 간격으로 배치될 수 있다.
그리고, 제 1 홀(131) 내에는, 발광부(121)가 배치되고, 제 2 홀(132) 내에는, 수광부(122)가 배치될 수 있다.
여기서, 제 1 홀(131)들 사이의 제 3 간격은, 제 2 홀(132)들 사이의 제 4 간격보다 더 좁을 수 있다.
그 이유는, 제 1 홀(131)의 개수가 제 2 홀(132)의 개수보다 더 많기 때문이다.
즉, 제 1 홀(131)은, 발광부(121)에 대응되어 배치되고, 제 2 홀(132)은, 수광부(122)에 대응되어 배치될 수 있다.
그리고, 제 1 홀(131)의 깊이와 제 2 홀(132)의 깊이는 서로 동일할 수 있지만, 경우에 따라, 제 1 홀(131)의 깊이는, 제 2 홀(132)의 깊이보다 더 깊을 수도 있다.
그 이유는, 제 1 홀(131)의 깊이가, 제 2 홀(132)의 깊이보다 더 깊으면, 제 1 홀(131) 내에 배치되는 발광부(121)로부터 수광부(122)로 입사되는 노이즈 광을 차단할 수 있기 때문이고, 제 2 홀(132)의 깊이가, 제 1 홀(131)의 깊이보다 더 얕으면, 제 2 홀(132) 내에 배치되는 수광부(122)가 포인터로부터 반사되는 광을 수광하기 쉽기 때문이다.
또한, 제 1 홀(131) 및 제 2 홀(132)은, 상부 영역의 내경이 하부 영역의 내경보다 더 클 수 있다.
그 이유는, 제 1 홀(131) 내에 배치되는 발광부(121)로부터 생성되는 광을 외부로 확산시킬 수 있고, 제 2 홀(132) 내에 배치되는 수광부(122)가 포인터로부터 반사되는 광을 수광하기 쉽기 때문이다.
그리고, 제 1 홀(131)의 상부 영역의 내경과, 제 2 홀(132)의 상부 영역의 내경은 서로 동일할 수도 있지만, 경우에 따라, 제 1 홀(131)의 상부 영역의 내경은, 제 2 홀(132)의 상부 영역의 내경보다 더 작을 수 있다.
그 이유는, 제 1 홀(131)의 상부 영역의 내경이, 제 2 홀(132)의 상부 영역의 내경보다 더 작으면, 제 1 홀(131) 내에 배치되는 발광부(121)로부터 수광부(122)로 입사되는 노이즈 광을 차단할 수 있기 때문이고, 제 2 홀(132)의 상부 영역의 내경이, 제 1 홀(131)의 상부 영역의 내경보다 더 크면, 제 2 홀(132) 내에 배치되는 수광부(122)가 포인터로부터 반사되는 광을 수광하기 쉽기 때문이다.
이어, 제 1 홀(131) 및 제 2 홀(132)의 내면은, 노이즈 제거부(130)의 상부면에 대해 일정 각도 경사진 경사면일 수 있다.
경우에 따라, 제 1 홀(131) 및 제 2 홀(132)은, 상부 영역의 내면이 노이즈 제거부(130)의 상부면에 대해 일정 각도 경사진 경사면이고, 하부 영역의 내면이 노이즈 제거부(130)의 하부면에 대해 수직한 수직면일 수도 있다.
그 이유는, 제 1 홀(131) 내에 배치되는 발광부(121)로부터 생성되는 광을 외부로 확산시키기 쉽고, 제 2 홀(132) 내에 배치되는 수광부(122)가 포인터로부터 반사되는 광을 수광하기 쉽기 때문이다.
또한, 제 1 홀(131) 및 제 2 홀(132)의 내면들 중, 적어도 어느 한 내면에는, 광을 반사하는 반사체가 배치될 수도 있다.
경우에 따라, 제 1 홀(131) 및 제 2 홀(132)의 내면들 중, 적어도 어느 한 내면에는, 광을 흡수하는 흡수체 및 특정 파장대의 광만을 투과하는 광 필터 중, 적어도 어느 하나가 배치될 수도 있다.
다음, 커버부(140)는, 노이즈 제거부(130) 위에 배치되는데, 광을 투과하는 투과 물질로 이루어질 수 있다.
여기서, 커버부(140)는, 노이즈 제거부(130)의 제 1 홀(131)과 제 2 홀(132)을 커버할 수 있다.
이때, 커버부(140)와 발광부(121) 사이와, 커버부(140)와 수광부(122) 사이에는, 에어 갭(air gap)이 형성될 수 있다.
경우에 따라, 커버부(140)와 발광부(121) 사이에는 광 확산 물질이 채워질 수도 있다.
여기서, 광 확산 물질은, 광을 굴절 또는 반사시키는 다수개의 비드(bid)들을 포함될 수도 있다.
또한, 커버부(140)는, 노이즈 제거부(130)의 제 1 홀(131)과 제 2 홀(132)을 커버하는데, 제 1 홀(131)을 마주하는 커버부(130)의 표면은, 제 1 홀(131)에 대해 반대 방향으로 오목한 오목면이고, 제 2 홀(132)을 마주하는 커버부(130)의 표면은, 제 2 홀(132)을 향하는 방향으로 볼록한 볼록면일 수 있다.
경우에 따라, 커버부(140)와 노이즈 제거부(130) 사이에는, 광 필터부가 배치될 수도 있다.
여기서, 광 필터부(미도시)는, 노이즈 제거부(130)의 제 2 홀(132))을 커버할 수 있다.
또한, 광 필터부(미도시)는, 노이즈 제거부(130)의 제 1 홀(131)을 노출시키는 다수의 제 3 홀이 배치될 수도 있다.
여기서, 광 필터부(미도시)의 제 3 홀의 직경은, 노이즈 제거부(130)의 제 1 홀(131)의 직경보다 더 클 수도 있다.
또 다른 경우로서, 본 발명은, 모션 인지부(미도시)를 더 포함할 수도 있는데, 모션 인지부는, 디스플레이부(110)와 이격되게 위치한 포인터(pointer)로부터 반사된 광의 광량을 검출하고, 검출된 광의 광량을 기초로 포인터의 모션(motion)을 추출하고, 추출된 모션에 대응되는 동작을 수행할 수 있다.
여기서, 모션 인지부(미도시)는, 검출부, 노이즈 필터부, 좌표 계산부, 모션 추출부 및 제어부를 포함할 수 있다.
여기서, 검출부는, 수광부(122)를 통해, 포인터로부터 반사된 광의 광량을 검출하고, 노이즈 필터부는, 검출된 광의 광량으로부터, 기 설정된 파장대 이외의 파장대에 속하는 노이즈 광을 제거할 수 있다.
이어, 좌표 계산부는, 노이즈가 제거된 광량을 기초로, 포인터의 X 좌표, Y 좌표, Z 좌표값을 계산하고, 모션 추출부는, 포인터의 좌표에 따라, 포인터의 모션을 추출할 수 있다.
그리고, 제어부는, 검출부, 노이즈 제거부, 좌표 계산부 및 모션 추출부를 제어하고, 추출된 모션에 대응되는 동작을 수행할 수 있다.
이와 같이, 구성되는 본 발명은, 발광부(121)가 삽입되는 제 1 홀(131)과 수광부(122)가 삽입되는 제 2 홀(132)을 갖는 노이즈 제거부(130)를 배치함으로써, 발광부(121)의 광을 확산시키고 수광부(122)로 향하는 노이즈 광을 차단시킬 수 있어, 넓은 근접 터치 영역을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 노이즈를 최소화할 수 있다.
따라서, 본 발명은, 포인터의 모션이 작거나, 또는, 원거리에서 포인터 모션이 있는 경우에도, 포인터 모션을 정밀하고 정확하게 추출하여 그에 상응하는 동작을 정확하게 수행할 수 있으므로, 전자 장치의 신뢰성이 향상될 수 있다.
도 5는 노이즈 제거부의 홀들 사이의 간격을 보여주는 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 베젤 프레임부(1201) 위에는, 다수의 발광부(121)들이 배치되는데, 서로 인접하는 발광부(121)들의 중심축 사이는, 제 1 간격 d1을 가질 수 있다.
그리고, 베젤 프레임부(1201) 위에는, 다수의 수광부(121)들이 배치되는데, 서로 인접하는 수광부(122)들의 중심축 사이는, 제 2 간격 d2를 가질 수 있다.
여기서, 발광부(121)들 사이의 제 1 간격 d1은, 수광부(122)들 사이의 제 2 간격 d2보다 더 좁을 수 있다.
다음, 노이즈 제거부(130)는, 베젤 프레임부(1201) 위에 배치되고, 발광부(121)를 노출시키는 제 1 홀(131) 및 수광부(122)를 노출시키는 제 2 홀(132)을 포함할 수 있다.
여기서, 서로 인접하는 제 1 홀(131)들의 중심축 사이는, 제 3 간격 d3을 가지고, 서로 인접하는 제 2 홀(132)들의 중심축 사이는, 제 4 간격 d4을 가질 수 있다.
이어, 제 1 홀(131)들 사이의 제 3 간격 d3은, 제 2 홀(132)들 사이의 제 4 간격 d4보다 더 좁을 수 있다.
즉, 제 1 홀(131)은, 발광부(121)에 대응되어 배치되고, 제 2 홀(132)은, 수광부(122)에 대응되어 배치될 수 있다.
따라서, 서로 인접하는 발광부(121)들의 중심축 사이의 제 1 간격 d1과, 서로 인접하는 제 1 홀(131)들의 중심축 사이의 제 3 간격 d3은, 서로 동일할 수도 있다.
또한, 서로 인접하는 수광부(121)들의 중심축 사이의 제 2 간격 d2와, 서로 인접하는 제 2 홀(132)들의 중심축 사이의 제 4 간격 d4는, 서로 동일할 수도 있다.
도 6a 내지 도 6c는 노이즈 제거부의 홀 깊이를 보여주는 단면도이다.
도 6a 내지 도 6c에 도시된 바와 같이, 노이즈 제거부(130)는, 발광부를 노출시키는 제 1 홀(131) 및 수광부를 노출시키는 제 2 홀(132)을 포함할 수 있다.
여기서, 제 1 홀(131)의 깊이와 제 2 홀(132)의 깊이는 서로 동일할 수 있지만, 경우에 따라, 제 1 홀(131)의 깊이는, 제 2 홀(132)의 깊이보다 더 깊을 수도 있다.
예를 들면, 도 6a와 같이, 발광부를 노출시키는 제 1 홀(131)의 깊이 d11과, 수광부를 노출시키는 제 2 홀(132)의 깊이 d12는, 서로 동일할 수 있다.
그리고, 도 6b와 같이, 발광부를 노출시키는 제 1 홀(131)의 깊이 d11과, 수광부를 노출시키는 제 2 홀(132)의 깊이 d12는, 서로 다를 수도 있다.
즉, 발광부를 노출시키는 제 1 홀(131)의 깊이 d11는, 수광부를 노출시키는 제 2 홀(132)의 깊이 d12보다 더 깊을 수도 있다.
그 이유는, 도 6c와 같이, 제 1 홀(131)의 깊이 d11가, 제 2 홀(132)의 깊이 d12보다 더 깊으면, 제 1 홀(131) 내에 배치되는 발광부(121)로부터 수광부(122)로 입사되는 노이즈 광을 차단할 수 있기 때문이다.
여기서, 발광부(121)는, 깊이가 깊은 제 1 홀(131) 내에 위치하기 때문에, 발광부(121)에서 생성된 광이, 상부 방향으로 주사되고, 인접한 수광부(122) 방향으로 주사되지 않고, 노이즈 제거부(130)에 의해, 차단될 수 있다.
또한, 도 6c와 같이, 제 2 홀(132)의 깊이 d12가, 제 1 홀(131)의 깊이 d11보다 더 얕으면, 제 2 홀(132) 내에 배치되는 수광부(122)가 포인터로부터 반사되는 광을 수광하기 쉽기 때문이다.
여기서, 수광부(122)는, 깊이가 얕은 제 2 홀(132) 내에 위치하기 때문에, 포인터로부터 반사되는 광들을 수광할 수 있는 영역이 넓어, 포인터 모션을 정확히 인지할 수 있다.
도 7a 내지 도 7c는 노이즈 제거부의 홀 직경을 보여주는 단면도이다.
도 7a 내지 도 7c에 도시된 바와 같이, 노이즈 제거부(130)는, 발광부를 노출시키는 제 1 홀(131) 및 수광부를 노출시키는 제 2 홀(132)을 포함할 수 있다.
여기서, 제 1 홀(131)은, 상부 영역의 내경 D12이 하부 영역의 내경 D11보다 더 클 수 있다.
그리고, 제 2 홀(132)도, 상부 영역의 내경 D22이 하부 영역의 내경 D21보다 더 클 수 있다.
그 이유는, 제 1 홀(131) 내에 배치되는 발광부(121)로부터 생성되는 광을 외부로 쉽게 확산시킬 수 있고, 제 2 홀(132) 내에 배치되는 수광부(122)가 포인터로부터 반사되는 광을 쉽게 수광할 수 있기 때문이다.
그리고, 제 1 홀(131)의 상부 영역의 내경 D12과, 제 2 홀(132)의 상부 영역의 내경 D22은 서로 동일할 수도 있지만, 경우에 따라, 제 1 홀(131)의 상부 영역의 내경 D12은, 제 2 홀(132)의 상부 영역의 내경 D22보다 더 작을 수 있다.
예를 들면, 도 7a와 같이, 발광부를 노출시키는 제 1 홀(131)의 상부 영역의 내경 D12과, 수광부를 노출시키는 제 2 홀(132)의 상부 영역의 내경 D22은, 서로 동일할 수 있다.
그리고, 도 7b와 같이, 발광부를 노출시키는 제 1 홀(131)의 상부 영역의 내경 D12과, 수광부를 노출시키는 제 2 홀(132)의 상부 영역의 내경 D22는, 서로 다를 수도 있다.
즉, 발광부를 노출시키는 제 1 홀(131)의 상부 영역의 내경 D12는, 수광부를 노출시키는 제 2 홀(132)의 상부 영역의 내경 D22보다 더 작을 수 있다.
그 이유는, 도 7c와 같이, 제 1 홀(131)의 상부 영역의 내경 D12이, 제 2 홀(132)의 상부 영역의 내경 D22보다 더 작으면, 제 1 홀(131) 내에 배치되는 발광부(121)로부터 수광부(122)로 입사되는 노이즈 광을 차단할 수 있기 때문이다.
여기서, 발광부(121)는, 내경이 작은 제 1 홀(131) 내에 위치하기 때문에, 발광부(121)에서 생성된 광이, 상부 방향으로 주사되고, 인접한 수광부(122) 방향으로 주사되지 않고, 노이즈 제거부(130)에 의해, 차단될 수 있다.
또한, 도 7c와 같이, 제 2 홀(132)의 상부 영역의 내경 D22이, 제 1 홀(131)의 상부 영역의 내경 D12보다 더 크면, 제 2 홀(132) 내에 배치되는 수광부(122)가 포인터로부터 반사되는 광을 수광하기 쉽기 때문이다.
여기서, 수광부(122)는, 내경이 큰 제 2 홀(132) 내에 위치하기 때문에, 포인터로부터 반사되는 광들을 수광할 수 있는 영역이 넓어, 포인터 모션을 정확하게 인지할 수 있다.
도 8a 내지 도 8c는 노이즈 제거부의 홀의 내면을 보여주는 단면도이다.
도 8a 내지 도 8c에 도시된 바와 같이, 노이즈 제거부(130)는, 발광부를 노출시키는 제 1 홀(131) 및 수광부를 노출시키는 제 2 홀(132)을 포함할 수 있다.
여기서, 제 1 홀(131)의 내면(131a)은, 노이즈 제거부(130)의 상부면(130a)에 대해 일정 각도 θ1으로 경사진 경사면일 수 있다.
그리고, 제 2 홀(132)의 내면(132a)은, 노이즈 제거부(130)의 상부면(130a)에 대해 일정 각도 θ3으로 경사진 경사면일 수 있다.
그 이유는, 제 1 홀(131) 내에 배치되는 발광부(121)로부터 생성되는 광을 외부로 확산시키기 쉽고, 제 2 홀(132) 내에 배치되는 수광부(122)가 포인터로부터 반사되는 광을 수광하기 쉽기 때문이다.
예를 들면, 도 8a와 같이, 제 1 홀(131)의 내면(131a)은, 노이즈 제거부(130)의 상부면(130a)에 대해 일정 각도 θ1으로 경사지고, 노이즈 제거부(130)의 하부면(130b)에 대해 일정 각도 θ2로 경사지는 경사면일 수 있다.
그리고, 제 2 홀(132)의 내면(132a)은, 노이즈 제거부(130)의 상부면(130a)에 대해 일정 각도 θ3으로 경사지고, 노이즈 제거부(130)의 하부면(130b)에 대해 일정 각도 θ4로 경사지는 경사면일 수 있다.
여기서, θ1과 θ3은 둔각일 수 있고, θ2과 θ4는 예각일 수 있다.
경우에 따라, 도 8b와 같이, 제 1 홀(131)은, 상부 영역의 내면(131a)이 노이즈 제거부(130)의 상부면(130a)에 대해 일정 각도 경사진 경사면이고, 하부 영역의 내면(131a)이 노이즈 제거부(130)의 하부면(130b)에 대해 수직한 수직면일 수도 있다.
그리고, 제 2 홀(132)은, 상부 영역의 내면(132a)이 노이즈 제거부(130)의 상부면(130a)에 대해 일정 각도 경사진 경사면이고, 하부 영역의 내면(132a)이 노이즈 제거부(130)의 하부면(130b)에 대해 수직한 수직면일 수도 있다.
그 이유는, 도 8c와 같이, 제 1 홀(131)의 상부 영역의 내면(131a)이, 노이즈 제거부(130)의 상부면(130a)에 대해 일정 각도 경사진 경사면이면, 제 1 홀(131) 내에 배치되는 발광부(121)는, 생성되는 광을 외부로 쉽게 확산시킬 수 있으므로, 넓은 근접 터치 영역을 확보할 수 있다.
또한, 제 2 홀(132)의 상부 영역의 내면(132a)이, 노이즈 제거부(130)의 상부면(130a)에 대해 일정 각도 경사진 경사면이면, 제 2 홀(132) 내에 배치되는 수광부(122)가 포인터로부터 반사되는 광을 넓은 영역에서 쉽게 수광할 수 있으므로, 작은 포인터 모션일지라도 정확하게 인지할 수 있다.
도 9는 노이즈 제거부의 홀의 내면에 배치되는 반사체를 보여주는 단면도이고, 도 10은 노이즈 제거부의 홀의 내면에 배치되는 흡수체 및 광 필터를 보여주는 도면이다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 노이즈 제거부(130)는, 발광부를 노출시키는 제 1 홀(131) 및 수광부를 노출시키는 제 2 홀(132)을 포함할 수 있다.
여기서, 제 1 홀(131) 및 제 2 홀(132)의 내면들 중, 적어도 어느 한 내면에는, 광을 반사하는 반사체(135)가 배치될 수도 있다.
경우에 따라, 제 1 홀(131) 및 제 2 홀(132)의 내면들 중, 적어도 어느 한 내면에는, 광을 흡수하는 흡수체(137) 및 특정 파장대의 광만을 투과하는 광 필터(136) 중, 적어도 어느 하나가 배치될 수도 있다.
예를 들면, 도 9와 같이, 제 1 홀(131)의 내면(131a)과, 제 2 홀(132)의 내면(132a)에는, 광을 반사하는 반사체(135)가 배치될 수 있다.
경우에 따라, 반사체(135)는, 제 1 홀(131)의 내면(131a)에만 배치될 수도 있고, 제 2 홀(132)의 내면(132a)에만 배치될 수도 있다.
이와 같이, 제 1 홀(131)의 내면(131a)에 반사체(135)를 배치하면, 제 1 홀(131) 내에 배치되는 발광부(121)에 의해 생성되는 광은, 노이즈 제거부(130)로 흡수되지 않고, 광 손실 없이, 외부로 쉽게 확산될 수 있으므로, 넓은 근접 터치 영역을 확보할 수 있다.
또한, 제 2 홀(132)의 내면(132a)에 반사체(135)를 배치하면, 제 2 홀(132) 내에 배치되는 수광부(122)로 입사되는 광은, 노이즈 제거부(130)로 흡수되지 않고, 광 손실 없이, 넓은 영역에서 쉽게 수광할 수 있으므로, 작은 포인터 모션일지라도 정확하게 인지할 수 있다.
그리고, 도 10과 같이, 제 1 홀(131)의 내면(131a)에는, 반사체(135) 대신에, 광을 흡수하는 흡수체(137) 및 특정 파장대의 광만을 투과하는 광 필터(136) 중, 적어도 어느 하나가 배치될 수도 있다.
그 이유는, 제 1 홀(131) 내에 배치되는 발광부(121)로부터 수광부(122)로 입사되는 노이즈 광을 차단할 수 있기 때문이다.
즉, 흡수체(137)를 통해, 노이즈 광을 흡수하거나, 또는, 광 필터(136)를 통해, 노이즈 광을 차단하거나, 또는, 광 필터(136) 및 흡수체(137)를 통해, 노이즈 광을 차단 및 흡수할 수 있다.
그리고, 제 2 홀(132)의 내면(132a)에는, 반사체(135) 대신에, 흡수체(137)와 광 필터(136)가 순차적으로 적층될 수 있다.
여기서, 광 필터(136)는, 특정 파장대의 광만을 투과하고, 흡수체(137)는, 광 필터(136)로부터 투과된 광을 흡수할 수 있다.
제 2 홀(132)의 내면(132a)에, 흡수체(137)와 광 필터(136)가 순차적으로 적층하는 이유는, 제 2 홀(132) 내에 배치되는 수광부(122)로 입사되는 노이즈 광을 차단할 수 있기 때문이다.
즉, 외부로부터 노이즈 광이 수광부(122)로 입사될 때, 광 필터(136)는, 노이즈 광만을 투과시키고, 투과된 노이즈 광은, 광 필터(136)의 하부에 위치하는 흡수체(137)에 의해, 흡수됨으로써, 노이즈 광을 제거할 수 있다.
따라서, 수광부(122)는, 노이즈가 제거된 광을 수광하므로, 포인터 모션을 정확하게 인지할 수 있다.
도 11은 노이즈 제거부의 홀 내부의 에어 갭을 보여주는 단면도이고, 도 12는 노이즈 제거부의 홀 내부의 확산 물질을 보여주는 도면이다.
도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 노이즈 제거부(130)는, 발광부(121)를 노출시키는 제 1 홀(131) 및 수광부(122)를 노출시키는 제 2 홀(132)을 포함할 수 있다.
그리고, 커버부(140)는, 노이즈 제거부(130) 위에 배치되는데, 광을 투과하는 투과 물질로 이루어질 수 있다.
여기서, 커버부(140)는, 노이즈 제거부(130)의 제 1 홀(131)과 제 2 홀(132)을 커버할 수 있다.
이때, 도 11과 같이, 커버부(140)와 발광부(121) 사이에는 에어 갭이 형성되고, 커버부(140)와 수광부(122) 사이에도, 에어 갭(air gap)이 형성될 수 있다.
이처럼, 커버부(140)와 발광부(121) 사이에 에어 갭을 형성하는 이유는, 발광부(121)에서 생성된 광이 손실 없이 외부로 주사되도록 하기 위함이다.
그리고, 커버부(140)와 수광부(122) 사이에 에어 갭을 형성하는 이유는, 포이인터로부터 반사되는 광이 손실 없이 수광부(122)로 입사되도록 하기 위함이다.
경우에 따라, 도 12와 같이, 커버부(140)와 발광부(121) 사이에는 광 확산 물질(151)이 채워질 수도 있다.
여기서, 광 확산 물질(151)은, 광을 굴절 또는 반사시키는 다수개의 비드(bid)(152)들을 포함될 수도 있다.
그 이유는, 발광부(121)에서 생성된 광이, 광 확산 물질(151)의 비드(152)에 의해, 반사 및 굴절되므로, 광 확산각이 커서, 넓은 근접 터치 영역을 확보할 수 있다.
도 13a 및 도 13b는 커버부의 볼록면과 오목면을 보여주는 단면도이다.
도 13a 및 도 13b에 도시된 바와 같이, 노이즈 제거부(130)는, 발광부(121)를 노출시키는 제 1 홀(131) 및 수광부(122)를 노출시키는 제 2 홀(132)을 포함할 수 있다.
그리고, 커버부(140)는, 노이즈 제거부(130) 위에 배치되는데, 광을 투과하는 투과 물질로 이루어질 수 있다.
여기서, 커버부(140)는, 노이즈 제거부(130)의 제 1 홀(131)과 제 2 홀(132)을 커버할 수 있다.
이때, 제 1 홀(131)을 마주하는 커버부(130)의 표면은, 제 1 홀(131)에 대해 반대 방향으로 오목한 오목면(144)일 수 있다.
그리고, 제 2 홀(132)을 마주하는 커버부(130)의 표면은, 제 2 홀(132)을 향하는 방향으로 볼록한 볼록면(142)일 수 있다.
여기서, 제 1 홀(131)을 마주하는 커버부(130)의 오목면(144)은, 제 2 곡률 R2을 가지고, 제 2 홀(132)을 마주하는 커버부(130)의 볼록면(142)은, 제 1 곡률 R1을 가질 수 있다.
이때, 제 1 곡률 R1과 제 2 곡률 R2는 서로 동일할 수도 있고, 경우에 따라, 서로 다를 수도 있다.
이처럼, 제 1 홀(131)을 마주하는 커버부(130)의 표면이, 오목면(144)인 이유는, 발광부(121)로부터 생성된 광의 광 확산각이 커져서, 넓은 근접 터치 영역을 확보할 수 있기 때문이다.
그리고, 제 2 홀(132)을 마주하는 커버부(130)의 표면이, 볼록면(142)인 이유는, 포인터로부터 반사된 광을 수광부(122)로 집중시켜서, 많은 광량을 수광할 수 있어, 포인터 모션을 정확하게 인지할 수 있기 때문이다.
도 14는 광 필터부의 위치를 보여주는 단면도이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 노이즈 제거부(130)는, 발광부(121)를 노출시키는 제 1 홀(131) 및 수광부(122)를 노출시키는 제 2 홀(132)을 포함할 수 있다.
그리고, 커버부(140)는, 노이즈 제거부(130) 위에 배치되는데, 노이즈 제거부(130)의 제 1 홀(131)과 제 2 홀(132)을 커버할 수 있다.
이어, 커버부(140)와 노이즈 제거부(130) 사이에는, 광 필터부(150)가 배치될 수 있다.
여기서, 광 필터부(150)는, 노이즈 제거부(130)의 제 1 홀(131)과 제 2 홀(132)을 커버할 수 있다.
경우에 따라, 광 필터부(150)는, 노이즈 제거부(130)의 제 2 홀(132)만을 커버할 수도 있다.
광 필터부(150)는, 특정 파장대의 광만을 투과하는 것으로, 노이즈 광을 차단할 수 있다.
이처럼, 광 필터부(150)가, 노이즈 제거부(130)의 제 1 홀(131)과 제 2 홀(132)을 커버하는 이유는, 외부로부터 노이즈 광이 수광부(122)로 입사하는 것을 차단할 수 있으므로, 수광부(122)는, 포인터로부터 반사되는 광만을 수광할 수 있어, 포인터 모션을 정확하게 인지할 수 있다.
도 15a 및 도 15b는 홀을 갖는 광 필터부를 보여주는 도면으로서, 도 15a는 단면도이고, 도 15b는 사시도이다.
도 15a 및 도 15b에 도시된 바와 같이, 노이즈 제거부(130)는, 발광부(121)를 노출시키는 제 1 홀(131) 및 수광부(122)를 노출시키는 제 2 홀(132)을 포함할 수 있다.
그리고, 커버부(140)는, 노이즈 제거부(130) 위에 배치되는데, 노이즈 제거부(130)의 제 1 홀(131) 및 제 2 홀(132)을 커버할 수 있다.
이어, 커버부(140)와 노이즈 제거부(130) 사이에는, 광 필터부(150)가 배치될 수 있다.
여기서, 광 필터부(150)는, 노이즈 제거부(130)의 제 1 홀(131)을 노출시키고, 노이즈 제거부(130)의 제 2 홀(132)만을 커버할 수 있다.
따라서, 광 필터부(150)는, 노이즈 광이 제 2 홀(132) 내의 수광부(122)로 입사되는 것을 차단할 수 있다.
이처럼, 광 필터부(150)는, 노이즈 제거부(130)의 제 1 홀(131)을 노출시키는 다수의 제 3 홀(155)이 배치될 수도 있다.
여기서, 광 필터부(150의 제 3 홀(155)의 직경 D32은, 노이즈 제거부(130)의 제 1 홀(131)의 직경 D22보다 더 클 수도 있다.
이와 같이, 광 필터부(150)는, 노이즈 제거부(130)의 제 1 홀(131)을 노출시키고, 노이즈 제거부(130)의 제 2 홀(132)만을 커버함으로써, 제 1 홀(131) 내에 배치되는 발광부(121)는, 광을 손실 없이 외부로 확산시킬 수 있고, 제 2 홀(132) 내에 배치되는 수광부(122)는, 노이즈가 제거된 광을 수광할 수 있어, 포인터 모션을 정확하게 인지할 수 있다.
도 16은 포인터의 모션을 인지하는 모션 인지부를 보여주는 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 17은 모션 인지부를 보여주는 블럭 구성도이다.
도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 모션 인지부(200)는, 전자 장치(100)의 디스플레이부와 이격되게 위치한 포인터(pointer)로부터 반사된 광의 광량을 검출하고, 검출된 광의 광량을 기초로 포인터의 모션(motion)을 추출하고, 추출된 모션에 대응되는 동작을 수행할 수 있다.
여기서, 모션 인지부(200)는, 수광부로부터 전달받은 전기신호를 기초로 각 광센서 모듈과 포인터 사이의 거리 d를 계산할 수 있다.
통상적으로, 광센서 모듈과 포인터 사이의 거리는, 수광부에서 측정되는 반사된 빛의 광량과 반비례할 수 있다.
따라서, 모션 인지부(200)는, 특정 시점에 각 광센서 모듈과 포인터 사이의 거리를 계산할 때, 특정 시점에 광을 조사한 발광부와 수광부 사이의 거리를 이용할 수 있다.
이때, 모션 인지부(200)는, 일정한 주기별로 각 광센서 모듈과 포인터 사이의 거리정보를 획득할 수 있다.
즉, 베젤 프레임부에 구비된 복수의 광센서 모듈이, 한번씩 동작하여 모든 광센서 모듈과 포인터 사이의 거리정보가 획득될 때, 하나의 주기가 완성될 수 있다.
여기서, 모션 인지부(200)는, 검출부(210), 노이즈 필터부(220), 좌표 계산부(230), 모션 추출부(240) 및 제어부(250)를 포함할 수 있다.
여기서, 검출부(210)는, 수광부를 통해, 포인터로부터 반사된 광의 광량을 검출하고, 노이즈 필터부(220)는, 검출된 광의 광량으로부터, 기 설정된 파장대 이외의 파장대에 속하는 노이즈 광을 제거할 수 있다.
이어, 좌표 계산부(230)는, 노이즈가 제거된 광량을 기초로, 포인터의 X 좌표, Y 좌표, Z 좌표값을 계산하고, 모션 추출부(240)는, 포인터의 좌표에 따라, 저장부(260)로부터, 기저장된 포인터의 모션을 추출할 수 있다.
그리고, 제어부(250)는, 검출부(210), 노이즈 필터부(220), 좌표 계산부(230) 및 모션 추출부(240)를 제어하고, 추출된 모션에 대응되는 동작을 수행할 수 있다.
이와 같이, 구성되는 본 발명은, 발광부(121)가 삽입되는 제 1 홀(131)과 수광부(122)가 삽입되는 제 2 홀(132)을 갖는 노이즈 제거부(130)를 배치함으로써, 발광부(121)의 광을 확산시키고 수광부(122)로 향하는 노이즈 광을 차단시킬 수 있어, 넓은 근접 터치 영역을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 노이즈를 최소화할 수 있다.
따라서, 본 발명은, 포인터의 모션이 작거나, 또는, 원거리에서 포인터 모션이 있는 경우에도, 포인터 모션을 정밀하고 정확하게 추출하여 그에 상응하는 동작을 정확하게 수행할 수 있으므로, 전자 장치의 신뢰성이 향상될 수 있다.
도 18은 본 발명에 따른 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 19는 도 3의 제 1 광센서 모듈의 동작을 설명하기 위한 그래프이고, 도 20은 도 3의 제 1 내지 제 4 광센서 모듈의 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
도 18 내지 도 20에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전자 장치는, 적어도 어느 하나의 발광부를 구동시켜 광을 조사한다.(S10)
일 실시예에 따르면, 각 광센서 모듈이 동작할 때, 각 광센서 모듈의 각 발광부는, 기 지정된 시간 간격으로 순차적으로 광을 조사할 수 있다.
예를 들어, 도 3에서와 같이, 하나의 광센서 모듈(120a)이 제 1, 제 2 및 제 3 발광부(1211, 1212, 1213)를 포함하는 경우, 도 19와 같이, 제 1, 제 2 및 제 3 발광부(1211, 1212, 1213)는 각각 기 설정된 시간 간격으로 차례대로 광을 조사할 수 있다.
즉, 제 1 발광부(1211)가 먼저 광을 조사한 뒤, 일정 시간 후에, 제 2 발광부(1212)가 광을 조사하고, 일정 시간 후에 제 3 발광부(1213)가 광을 조사할 수 있다.
제 3 발광부(1213)가 광을 조사한 뒤, 일정 시간 후에는, 다시 제 1 발광부(1211)가 광을 조사할 수 있다.
이러한, 시간 간격은 사용자에 의해 기 설정될 수 있으며, 바람직하게는 수십 마이크로세컨드(㎲)일 수 있다.
이 경우, 제 1 내지 제 3 발광부(1213)가 수백 마이크로세컨드(㎲) 내에 모두 한 번씩 광을 조사할 수 있다.
또한, 복수의 광센서 모듈에 각각 포함된 복수의 발광부가 광을 조사하는 시간 간격은 모두 동일하거나, 상이할 수 있다.
전자의 경우, 복수의 광센서 모듈 내의 발광부들은 모두 동일한 주기로 광을 조사할 수 있고, 후자의 경우, 복수의 광센서 모듈 내의 발광부들은 서로 다른 주기로 광을 조사할 수 있다.
각 발광부는 광을 조사한 뒤, 다음 발광부가 광을 조사하기 전에 광의 방출을 정지할 수 있다.
이로써, 각 발광부가 광을 조사할 때, 다른 발광부가 광을 조사하지 않고 특정 순간에 하나의 광센서 모듈에서는 하나의 발광부만 광을 조사하도록 동작할 수 있다.
즉, 각각의 광센서 모듈에서 특정 순간에 조사된 광은 해당 광센서 모듈에 포함된 복수의 발광부 중 하나가 발광함으로써 조사될 수 있다.
상기와 같이 복수의 발광부가 시간차를 두고 광을 조사하면, 도 19에 도시된 바와 같이, 서로 다른 발광부(1211, 1212, 1213)로부터 조사되어 반사된 광이 각각 하나의 수광부(122)에 시간차를 두고 입사된다.
각 발광부(1211, 1212, 1213)로부터 조사되어 반사된 광이 입사될 때마다, 수광부(122)는 입사된 광의 광량을 검출할 수 있다.
또한, 도 20과 같이, 각 광센서 모듈은 기 지정된 시간 간격으로 순차적으로 동작할 수 있다.
광센서 모듈이 동작함은, 각 광센서 모듈이 광을 조사하고 포인터에 의해 반사된 광을 검출하는 것을 의미하는데, 시간 간격은, 수십 마이크로세컨드(㎲)일 수 있다.
구체적으로, 도 20과 같이, 각 광센서 모듈(120a, 120b, 120c, 120d)은 디스플레이부(110)를 감싸도록 배치된 순서에 따라, 시계방향 또는 반시계방향으로 순차적으로 동작할 수 있다.
도 3을 참조하면, 제 1 내지 제 4 광센서 모듈(120a, 120b, 120c, 120d)은 장방형 베젤 프레임부(1201)의 좌측 상부부터 시계방향으로 일정 시간 간격으로 차례대로 동작할 수 있다.
특정 광센서 모듈이 동작하면, 해당 광센서 모듈에 포함된 복수의 발광부가 기 지정된 패턴대로 발광할 수 있다.
전술된 실시예에서와 같이, 복수의 발광부가 일정한 시간 간격으로 순차적으로 광을 조사하도록 설정된 경우, 특정 광센서 모듈에서 첫 번째로 광을 조사하도록 설정된 발광부부터 차례대로 광을 조사할 수 있다.
광센서 모듈이 동작하고 일정 시간이 지나면, 다른 광센서 모듈이 동작할 수 있고, 다른 광센서 모듈 내에서도, 첫 번째로 광을 조사하도록 설정된 발광부부터 차례대로 광을 조사할 수 있다.
일 예로, 도 20에 도시된 바와 같이, 제 1 광센서 모듈 내(120a)의 제 1 발광부(1211)가 광을 조사한 뒤, 일정 시간 후 제 2 광센서 모듈(120b) 내의 제 1 발광부(1211)가 광을 조사할 수 있다.
일정 시간 후 제 3 광센서 모듈(120c) 내의 제 1 발광부(1211)와 제 4 광센서 모듈(120d) 내의 제 1 발광부(1211)가 차례대로 광을 조사할 수 있다.
제 1 광센서 모듈(120a) 내의 제 1 발광부(1211)가 광을 조사하면 제 1 광센서 모듈(120a) 내의 제 2 및 제 3 발광부(1212, 1213)가 순차적으로 광을 조사할 수 있으며, 제 2 내지 제 4 광센서 모듈(120b~120d)의 다른 발광부들도 순차적으로 광을 조사할 수 있다.
각 광센서 모듈에 포함된 복수의 발광부 역시 기 지정된 시간 간격으로 순차적으로 광을 조사하도록 설정된 경우, 각 광센서 모듈이 동작하는 시간 간격은 각 발광부가 광을 조사하는 시간 간격과 상이할 수 있다.
바람직하게는, 각 광센서 모듈이 동작하는 시간 간격은, 각 발광부가 광을 조사하는 시간 간격보다 작을 수 있다.
일 예로, 각 광센서 모듈이 동작하는 시간 간격은, 각 발광부가 광을 조사하는 시간 간격의 1/n(n은 1보다 큰 정수이며, 전자 장치에 구비된 광센서 모듈의 총 개수)일 수 있다.
이 경우, 특정 광센서 모듈에 포함된 특정 발광부가 광을 조사할 때, 다른 광센서 모듈은 어느 것도 광을 조사하지 않도록 구성될 수 있다.
즉, 서로 다른 광센서 모듈 내의 발광부들은 각각 서로 다른 시점에 광을 조사할 수 있다.
예를 들어, 도 20에 도시된 바와 같이, 제 1 광센서 모듈(120a) 내의 제 1 발광부(1211)가 광을 조사할 때에는 다른 어느 발광부도 광을 조사하지 않도록 구성될 수 있다.
제 1 광센서 모듈(120a) 내의 제 2 발광부(1212)가 광을 조사할 때에는, 제 4 광센서 모듈(120d)의 제 1 발광부(1211)가 광을 조사한 뒤인 바, 이때에도 다른 어느 발광부도 광을 조사하지 않도록 구성될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 복수의 광센서 모듈이 동시다발적으로 동작하지 않고 일정한 시간 간격으로 차례대로 동작할 수 있다.
그 결과, 바람직하게는 특정 순간에 하나의 광센서 모듈만이 광을 조사할 수 있으므로, 복수의 광센서 모듈에서 동시다발적으로 광이 조사됨으로써 조사된 광이 중첩되는 현상과, 특정 광센서 모듈에서 조사된 광이 반사되어 다른 광센서 모듈에 수광되어 검출되는 현상을 방지할 수 있다.
결과적으로 포인터의 위치 감지 정확도가 향상될 수 있다.
또한, 복수의 광센서 모듈이 동시다발적으로 동작함으로써 제어부에 과부하가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 모션 인지부(200)의 검출부(210)는, 조사된 광이, 소정의 포인터에 반사되어, 수광부에 수광되는 광의 광량을 검출할 수 있다.(S20)
그리고, 노이즈 필터부(220)는, 검출된 광의 광량으로부터, 기 설정된 파장대 이외의 파장대에 속하는 노이즈 광을 제거할 수 있다.(S30)
다음, 좌표 계산부(230)는, 노이즈가 제거된 광량을 기초로, 포인터의 X 좌표, Y 좌표, Z 좌표값을 계산할 수 있다.(S40)
이어, 모션 추출부(240)는, 포인터의 좌표값에 따라, 저장부(260)에 기저장된 포인터의 모션을 추출할 수 있다.(S50)
그리고, 제어부(250)는, 추출된 모션에 대응되는 동작을 수행할 수 있다.(S60)
이와 같이, 구성되는 본 발명은, 발광부(121)가 삽입되는 제 1 홀(131)과 수광부(122)가 삽입되는 제 2 홀(132)을 갖는 노이즈 제거부(130)를 배치함으로써, 발광부(121)의 광을 확산시키고 수광부(122)로 향하는 노이즈 광을 차단시킬 수 있어, 넓은 근접 터치 영역을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 노이즈를 최소화할 수 있다.
따라서, 본 발명은, 포인터의 모션이 작거나, 또는, 원거리에서 포인터 모션이 있는 경우에도, 포인터 모션을 정밀하고 정확하게 추출하여 그에 상응하는 동작을 정확하게 수행할 수 있으므로, 전자 장치의 신뢰성이 향상될 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
100: 전자 장치 110: 디스플레이부
1201: 베젤 프레임부 121: 발광부
122: 수광부 130: 노이즈 제거부
131: 제 1 홀 132: 제 2 홀
140: 커버부 150: 광 필터부

Claims (22)

  1. 디스플레이부;
    상기 디스플레이부의 둘레를 감싸는 베젤 프레임부;
    상기 베젤 프레임부 위에 제 1 간격으로 배치되는 다수의 발광부들;
    상기 베젤 프레임부 위에 제 2 간격으로 배치되는 다수의 수광부들;
    상기 베젤 프레임부 위에 배치되고, 상기 발광부 및 수광부를 노출시키는 노이즈 제거부; 그리고,
    상기 노이즈 제거부 위에 배치되는 커버부를 포함하고,
    상기 노이즈 제거부는,
    제 3 간격으로 배치되는 다수의 제 1 홀들과,
    제 4 간격으로 배치되는 다수의 제 2 홀들을 포함하며,
    상기 제 1 홀 내에는 상기 발광부가 배치되고,
    상기 제 2 홀 내에는 상기 수광부가 배치되는 것을 특징으로 하는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 발광부들 사이의 제 1 간격은, 상기 수광부들 사이의 제 2 간격보다 더 좁은 것을 특징으로 하는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 발광부의 개수는 상기 수광부의 개수보다 더 많은 것을 특징으로 하는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 홀들 사이의 제 3 간격은, 상기 제 2 홀들 사이의 제 4 간격보다 더 좁은 것을 특징으로 하는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 홀의 깊이는, 상기 제 2 홀의 깊이보다 더 깊은 것을 특징으로 하는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 홀 및 상기 제 2 홀은, 상부 영역의 내경이 하부 영역의 내경보다 더 큰 것을 특징으로 하는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 홀의 상부 영역의 내경은, 상기 제 2 홀의 상부 영역의 내경보다 더 작은 것을 특징으로 하는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 홀 및 상기 제 2 홀의 내면은, 상기 노이즈 제거부의 상부면에 대해 일정 각도 경사진 경사면인 것을 특징으로 하는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 홀 및 상기 제 2 홀은, 상부 영역의 내면이 상기 노이즈 제거부의 상부면에 대해 일정 각도 경사진 경사면이고, 하부 영역의 내면이 상기 노이즈 제거부의 하부면에 대해 수직한 수직면인 것을 특징으로 하는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 홀 및 상기 제 2 홀의 내면들 중, 적어도 어느 한 내면에는 광을 반사하는 반사체가 배치되는 것을 특징으로 하는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 홀의 내면에는, 상기 발광부의 광을 흡수하는 흡수체 및 특정 파장대의 광만을 투과하는 광 필터 중, 적어도 어느 하나가 배치되는 것을 특징으로 하는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 홀의 내면에는,
    흡수체와 광 필터가 순차적으로 적층되고,
    상기 광 필터는, 특정 파장대의 광만을 투과하고,
    상기 흡수체는, 상기 광 필터로부터 투과된 광을 흡수하는 것을 특징으로 하는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 커버부는,
    상기 노이즈 제거부의 제 1 홀과 제 2 홀을 커버하고,
    상기 커버부와 상기 발광부 사이와, 상기 커버부와 상기 수광부 사이에는 에어 갭(air gap)이 형성되는 것을 특징으로 하는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 커버부는,
    상기 노이즈 제거부의 제 1 홀과 제 2 홀을 커버하고,
    상기 커버부와 상기 발광부 사이에는 광 확산 물질이 채워지며,
    상기 광 확산 물질은, 광을 굴절 또는 반사시키는 다수개의 비드(bid)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 커버부는,
    상기 노이즈 제거부의 제 1 홀과 제 2 홀을 커버하고,
    상기 제 1 홀을 마주하는 상기 커버부의 표면은, 상기 제 1 홀에 대해 반대 방향으로 오목한 오목면이며,
    상기 제 2 홀을 마주하는 상기 커버부의 표면은, 상기 제 2 홀을 향하는 방향으로 볼록한 볼록면인 것을 특징으로 하는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 커버부와 상기 노이즈 제거부 사이에는 광 필터부가 배치되는 것을 특징으로 하는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 광 필터부는,
    상기 노이즈 제거부의 제 2 홀을 커버하는 것을 특징으로 하는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
  18. 제 16 항에 있어서, 상기 광 필터부는,
    상기 노이즈 제거부의 제 1 홀을 노출시키는 다수의 제 3 홀이 배치되는 것을 특징으로 하는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 광 필터부의 제 3 홀의 직경은,
    상기 노이즈 제거부의 제 1 홀의 직경보다 더 큰 것을 특징으로 하는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이부와 이격되게 위치한 포인터(pointer)로부터 반사된 광의 광량을 검출하고, 상기 검출된 광의 광량을 기초로 상기 포인터의 모션(motion)을 추출하고, 상기 추출된 모션에 대응되는 동작을 수행하는 모션 인지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 모션 인지부는,
    상기 수광부를 통해, 상기 포인터로부터 반사된 광의 광량을 검출하는 검출부;
    상기 검출된 광의 광량으로부터, 기 설정된 파장대 이외의 파장대에 속하는 노이즈 광을 제거하는 노이즈 제거부;
    상기 노이즈가 제거된 광량을 기초로, 상기 포인터의 X 좌표, Y 좌표, Z 좌표값을 계산하는 좌표 계산부;
    상기 포인터의 좌표에 따라, 상기 포인터의 모션을 추출하는 모션 추출부; 그리고,
    상기 검출부, 노이즈 제거부, 좌표 계산부 및 모션 추출부를 제어하고, 상기 추출된 모션에 대응되는 동작을 수행하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치.
  22. 다수의 발광부와 수광부를 포함하는 전자 장치의 제어 방법에 있어서,
    상기 적어도 어느 하나의 발광부를 구동시켜 광을 조사하는 단계;
    상기 조사된 광이, 소정의 포인터에 반사되어, 상기 수광부에 수광되는 광의 광량을 검출하는 단계;
    상기 검출된 광의 광량으로부터, 기 설정된 파장대 이외의 파장대에 속하는 노이즈 광을 제거하는 단계;
    상기 노이즈가 제거된 광량을 기초로, 상기 포인터의 X 좌표, Y 좌표, Z 좌표값을 계산하는 단계;
    상기 포인터의 좌표에 따라, 상기 포인터의 모션을 추출하는 단계; 그리고,
    상기 추출된 모션에 대응되는 동작을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 근접 터치 기능을 구비한 전자 장치의 제어 방법.
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