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KR20120066547A - Optical touch input device - Google Patents

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KR20120066547A
KR20120066547A KR1020100127933A KR20100127933A KR20120066547A KR 20120066547 A KR20120066547 A KR 20120066547A KR 1020100127933 A KR1020100127933 A KR 1020100127933A KR 20100127933 A KR20100127933 A KR 20100127933A KR 20120066547 A KR20120066547 A KR 20120066547A
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South Korea
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light
light receiving
mirror reflector
elements
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박주혜
이영준
김재호
최석원
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 발광 소자 및 수광 소자의 광각(optical angle)이 제한적일 때 거울 반사판을 더 구비함에 의해 발광 및 수광 효율을 향상시킨 광학식 터치 입력 장치에 관한 것으로, 본 발명의 광학식 터치 입력 장치는 표시 패널;과, 상기 표시 패널의 각 변에 서로 이격하여 교번하여 배열된 복수개의 수광 소자 및 발광 소자; 및 상기 수광 소자와 발광 소자들 사이에 배치된 거울 반사판을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. The present invention relates to an optical touch input device that improves light emission and light reception efficiency by further providing a mirror reflector when the optical angle of the light emitting device and the light receiving device is limited, and the optical touch input device of the present invention includes a display panel; And a plurality of light receiving elements and light emitting elements alternately arranged to be spaced apart from each other on each side of the display panel; And a mirror reflector disposed between the light receiving element and the light emitting elements.

Description

광학식 터치 입력 장치 {Optical touch Input Device}Optical touch input device {Optical touch Input Device}

본 발명은 표시 장치에 관한 것으로 특히, 발광 소자 및 수광 소자의 광각(optical angle)이 제한적일 때 거울 반사판을 더 구비함에 의해 발광 및 수광 효율을 향상시킨 광학식 터치 입력 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display device, and more particularly, to an optical touch input device having improved light emission and light reception efficiency by further providing a mirror reflector when optical angles of light emitting elements and light receiving elements are limited.

일반적으로, 터치 스크린(Touch Screen)은 각종 디스플레이를 이용하는 정보통신기기와 사용자 간의 인터페이스를 구성하는 여러 방식 중의 하나로서, 사용자가 손이나 펜으로 화면을 직접 접촉함으로써 기기와 인터페이스할 수 있는 입력장치이다.In general, a touch screen is one of various methods of configuring an interface between an information communication device and a user using various displays. The touch screen is an input device that allows a user to interface with the device by directly touching the screen with a hand or a pen. .

터치 스크린은 디스플레이에 표시되어 있는 버튼을 손가락으로 접촉하는 것만으로 대화적, 직감적으로 조작함으로써 남녀노소 누구나 쉽게 사용할 수 있는 입력장치이기 때문에, 현재 은행이나 관공서의 발급 장치, 각종 의료장비, 관광 및 주요 기관의 안내, 교통안내 등 많은 분야에서 적용되고 있다.Since the touch screen is an input device that can be easily used by anyone of all ages by interactively and intuitively by simply touching a button displayed on the display with a finger, it is currently issued by a bank or a public office, various medical equipment, tourism and major It is applied in many fields such as institutional guidance and traffic guidance.

이러한 터치 스크린은 인식하는 방법에 따라, 저항막 방식(Resistive Type), 정전 용량 방식(Capacitive Type), 초음파 방식(Ultrasonics Type), 적외선 방식 (Infrared Type) 등이 있다.The touch screen may include a resistive type, a capacitive type, an ultrasonic type, an infrared type, or the like, depending on a recognition method.

상술한 각 방식의 이점은 각기 상이하지만, 근래에는 터치 스크린이 받는 압력의 최소화와 배치의 편리성으로 적외선 방식이 주목되고 있다.Advantages of the above-described methods are different, but in recent years, the infrared method has attracted attention due to the minimization of pressure applied to the touch screen and the convenience of arrangement.

적외선 방식으로 터치 스크린을 구현하는 방법은 수광부와 발광부의 배치에 따라서도 여러 방식으로 구분될 수 있다. 그 중 표시 패널의 각 변에 복수개의 수광 소자와 발광 소자를 배치하는 방식이 있는데, 이 경우, 발광 소자가 발산할 수 있는 광각과 수광 소자가 감지할 수 있는 광각이 180°를 넘지 못하기 때문에, 발광 소자와 수광 소자와의 광각이 교차되지 못하는 영역에 터치 감지 불능 영역이 발생하는 문제점이 있다. The method of implementing the touch screen by the infrared method may be classified into various methods according to the arrangement of the light receiving unit and the light emitting unit. Among them, a plurality of light receiving elements and light emitting elements are disposed on each side of the display panel. In this case, since the wide angle that the light emitting elements can emit and the wide angle that the light receiving elements can detect are not more than 180 °. In addition, there is a problem in that a touch-insensitive area is generated in an area where the wide angles of the light emitting device and the light receiving device do not cross.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 발광 소자 및 수광 소자의 광각(optical angle)이 제한적일 때 거울 반사판을 더 구비함에 의해 발광 및 수광 효율을 향상시킨 광학식 터치 입력 장치를 제공하는 데, 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems to provide an optical touch input device that improves the light emission and light receiving efficiency by further comprising a mirror reflector when the optical angle of the light emitting device and the light receiving device is limited. , Its purpose is.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광학식 터치 입력 장치는 표시 패널;과, 상기 표시 패널의 각 변에 서로 이격하여 교번하여 배열된 복수개의 수광 소자 및 발광 소자; 및 상기 수광 소자와 발광 소자들 사이에 배치된 거울 반사판을 포함하여 이루어진 것에 그 특징이 있다. An optical touch input device of the present invention for achieving the above object is a display panel; and a plurality of light receiving elements and light emitting elements arranged alternately on each side of the display panel spaced apart from each other; And a mirror reflector disposed between the light receiving element and the light emitting elements.

상기 복수개의 수광 소자 및 발광 소자들은 각각 적외선 수광 및 적외선 발광을 한다. The plurality of light receiving elements and the light emitting elements emit infrared light and infrared light, respectively.

상기 복수개의 수광 소자 및 발광 소자들과 상기 거울 반사판은 동일 평면 상에 배치된다. 이 때, 상기 복수개의 수광 소자 및 발광 소자들과, 상기 거울 반사판은 상기 표시 패널 상에 놓여지는 것이 바람직하다. The plurality of light receiving elements, the light emitting elements, and the mirror reflector are disposed on the same plane. In this case, the plurality of light receiving elements, the light emitting elements, and the mirror reflector may be disposed on the display panel.

상기 복수개의 수광 소자 및 발광 소자들은, 상기 표시 패널에 대해 수직하게 위치하는 동일한 보드 상에 집적될 수 있다. 이 경우, 상기 거울 반사판은 상기 동일한 보드 상에 부착되는 것이 바람직하다. The plurality of light receiving elements and the light emitting elements may be integrated on the same board positioned perpendicular to the display panel. In this case, the mirror reflector is preferably attached on the same board.

상기 거울 반사판의 가로 길이는 상기 수광 소자와 발광 소자 사이의 이격 거리이다. The horizontal length of the mirror reflector is a separation distance between the light receiving element and the light emitting element.

또한, 상기 복수개의 수광 소자와 발광 소자와, 상기 거울 반사판은 케이스 탑에 의해 가려질 수 있다. In addition, the plurality of light receiving elements, the light emitting elements, and the mirror reflector may be covered by a case top.

한편, 상기 발광 소자들을 순차적으로 점등되고 상기 수광 소자들은 동시에 수광량을 수집한다.On the other hand, the light emitting elements are sequentially turned on and the light receiving elements simultaneously collect the light receiving amount.

상기와 같은 본 발명의 광학식 터치 입력 장치는 다음과 같은 효과가 있다.The optical touch input device of the present invention as described above has the following effects.

거울 반사판을 수광 소자와 발광 소자의 사이에 배치함으로써, 발광이 이루어지는 발광 소자에 인접한 수광 소자에서도 거울 반사판에 의한 반사광의 센싱이 가능하다. 따라서, 표시 패널에 배치된 발광 소자와 수광 소자의 광효율을 최대화할 수 있고, 이에 발광 소자와 수광 소자가 갖는 광각의 제한에 관계없이 터치 감지 불능 영역을 최소화할 수 있다. 이는 터치 물체의 최소 인식 크기를 줄일수 있음과 터치 중심좌표 인식 에러를 감소시킴을 의미한다.By disposing the mirror reflector between the light receiving element and the light emitting element, it is possible to sense the reflected light by the mirror reflector even in the light receiving element adjacent to the light emitting element that emits light. Therefore, the light efficiency of the light emitting device and the light receiving device disposed on the display panel can be maximized, and thus the touch-insensitive area can be minimized regardless of the wide angle of the light emitting device and the light receiving device. This means that the minimum recognition size of the touch object can be reduced and the touch center coordinate recognition error can be reduced.

또한, 거울 반사판에 의해 광 효율 증가에 의해 발광 소자 및 수광 소자의 수를 줄일 경우, 상기 발광 소자 및 수광 소자를 구동하기 위한 전원 및 전력의 사용을 줄일 수 있다. 따라서, 비용 절감이 가능하다.In addition, when the number of light emitting devices and light receiving devices is reduced by increasing the light efficiency by the mirror reflector, it is possible to reduce the use of power and power for driving the light emitting devices and the light receiving devices. Therefore, cost reduction is possible.

도 1은 광학식 터치 입력 장치에 있어서, 일 발광 소자에서 발광시 센싱 가능한 수광 소자를 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 광학식 터치 입력 장치를 나타낸 평면도
도 3은 도 2의 표시 패널의 일변에 상당하여 발광 소자, 수광 소자 및 거울 반사판이 배치된 보드를 나타낸 개략 평면도
도 4는 도 2의 발광 경로 및 센싱 경로를 나타낸 평면도
도 5a 및 도 5b는 발광 소자 및 수광 소자를 각각 90개로 하고 거울 반사판 미적용시 적용 가능 펜 사이즈와 중심좌표 인식 에러 평균을 나타낸 도면
도 6a 및 도 6b는 발광 소자 및 수광 소자를 각각 64개로 하고 거울 반사판 미적용시 적용 가능 펜 사이즈와 중심좌표 인식 에러 평균을 나타낸 도면
도 7a 및 도 7b는 발광 소자 및 수광 소자를 각각 64개로 하고 거울 반사판 적용시 적용 가능 펜 사이즈와 중심좌표 인식 에러 평균을 나타낸 도면
도 8a 및 도 8b는 발광 소자 및 수광 소자를 각각 48개로 하고 거울 반사판 적용시 적용 가능 펜 사이즈와 중심좌표 인식 에러 평균을 나타낸 도면
도 9a 및 도 9b는 발광 소자 및 수광 소자를 각각 32개로 하고 거울 반사판 적용시 적용 가능 펜 사이즈와 중심좌표 인식 에러 평균을 나타낸 도면
도 10은 거울 반사판 미적용시와 적용시 수광소자-발광소자 쌍의 배치수에 따른 센싱 감지 사이즈를 나타낸 그래프1 is a view illustrating a light receiving element that can be sensed when emitting light from one light emitting device in an optical touch input device;
2 is a plan view showing an optical touch input device of the present invention
3 is a schematic plan view of a board that corresponds to one side of the display panel of FIG. 2 and includes a light emitting element, a light receiving element, and a mirror reflector;
4 is a plan view illustrating a light emission path and a sensing path of FIG. 2;
5A and 5B are diagrams showing an average of pen size and center coordinate recognition error applicable when the light emitting element and the light receiving element are each 90 and the mirror reflector is not applied.
6A and 6B are graphs showing the pen size and the center coordinate recognition error average applicable when the light emitting device and the light receiving device are each 64 and the mirror reflector is not applied.
7A and 7B are diagrams showing the pen size and the center coordinate recognition error average applicable to 64 light emitting devices and light receiving devices, respectively, and applying a mirror reflector.
8A and 8B are diagrams showing an average of pen size and center coordinate recognition error applicable to using 48 reflector plates and 48 reflector plates.
9A and 9B are diagrams showing the pen size and the center coordinate recognition error average applicable to 32 light emitting devices and light receiving devices, respectively, and applying a mirror reflector.
10 is a graph showing the sensing sense size according to the number of arrangement of the light-receiving device-light emitting device pair when the mirror reflector is not applied and when it is applied.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 광학식 터치 입력 장치를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an optical touch input device of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 광학식 터치 입력 장치에 있어서, 일 발광 소자에서 발광시 센싱 가능한 수광 소자를 나타낸 도면이다.1 is a view illustrating a light receiving element that can be sensed when emitting light from one light emitting device in an optical touch input device.

도 1과 같이, 광학식 터치 입력 장치는, 표시 패널(5)의 각 변에 대응되어 서로 교번하여 복수개의 발광 소자(10)와 수광 소자(20)가 배치되어 있다.As shown in FIG. 1, in the optical touch input device, a plurality of light emitting elements 10 and a light receiving element 20 are disposed alternately with each other in correspondence with each side of the display panel 5.

이 때, 좌상측 코너에 위치한 발광 소자(10)가 점등되었을 때, 상기 발광 소자(10)에서 발산되는 광은 도시된 화살표와 같이, 표시 패널의 우측변과 하측변에 해당하는 위치의 수광 소자(20a)측에만 센싱될 수 있고, 나머지 영역의 수광 소자(20b)에서는 광각(optical angle)의 제한으로 발산된 광이 전달될 수 없다. 이는 상측변과 좌측변에 위치한 수광 소자(20b)들 역시 광각이 180°를 넘지 못하기 때문이다.At this time, when the light emitting device 10 located in the upper left corner is turned on, the light emitted from the light emitting device 10 is light-receiving elements at positions corresponding to the right side and the lower side of the display panel, as shown by the arrow shown. It may be sensed only at the side of 20a, and light emitted by the limitation of the optical angle may not be transmitted to the light receiving device 20b in the remaining area. This is because the light-receiving elements 20b positioned at the upper side and the left side do not exceed 180 degrees.

대략 수광 소자와 발광 소자의 광각은 약 140~160°에 해당하는 것으로, 이를 감안하면 발광 소자의 발광시 그에 인접한 변에 수광 소자측에서는 발산광(divergence beam)의 센싱이 어려움을 알 수 있다.In general, the wide angles of the light receiving device and the light emitting device correspond to about 140 to 160 °. In view of this, it is difficult to sense divergence beams on the light emitting device side adjacent to the light emitting device.

따라서, 이러한 광각의 제한으로 광각이 커버하지 못하는 영역이 발생하게 되고, 물체 투명 정보 수집시, 발광 소자에 인접한 수광 소자들은 정보 수집에 활용되지 못하며, 유효 정보 수집에 불필요한 구동을 하게 되는 것이다(도 1의 20b 참조).
Therefore, due to the limitation of the wide angle, an area that cannot be covered by the wide angle is generated, and when collecting the transparent information, the light receiving elements adjacent to the light emitting elements are not used for collecting information, and unnecessary driving is required for collecting effective information (Fig. 20b of 1).

도 2는 본 발명의 광학식 입력 장치를 나타낸 평면도이다.2 is a plan view showing the optical input device of the present invention.

도 2와 같이, 본 발명의 광학식 입력 장치는 표시 패널(100)과, 상기 표시 패널(100)의 각 변에 서로 이격하여 교번하여 배열된 복수개의 수광 소자(110) 및 발광 소자(120) 및 상기 수광 소자(110)와 발광 소자(120)들 사이에 배치된 거울 반사판(130)을 포함하여 이루어진다. As shown in FIG. 2, the optical input device of the present invention includes a display panel 100, a plurality of light receiving elements 110 and a light emitting element 120 that are alternately arranged to be spaced apart from each other on each side of the display panel 100, and It includes a mirror reflector 130 disposed between the light receiving element 110 and the light emitting element (120).

즉, 본 발명의 광학식 입력 장치에서는 표시 패널(100)의 각 변에 수광 소자(110), 거울 반사판(130), 발광 소자(120)이 차례로 반복하여 배치되고 있다.That is, in the optical input device of the present invention, the light receiving element 110, the mirror reflector 130, and the light emitting element 120 are sequentially arranged on each side of the display panel 100.

여기서, 상기 복수개의 수광 소자(110) 및 발광 소자(120)들은 각각 적외선 수광 및 적외선 발광 기능을 갖는 것으로, 동일 평면 상에 배치되어, 적외선 발광과 수광(센싱)이 이루어진다. 여기서, 상기 수광 소자(110) 및 발광 소자(120)들은 표시 패널(100) 상에 놓여질 수도 있다. 표시 패널(100) 상에 놓여질 경우, 표시 패널(100)의 비표시 영역에 위치하게 된다.Here, the plurality of light receiving elements 110 and the light emitting elements 120 have infrared light receiving and infrared light emitting functions, respectively, and are disposed on the same plane, so that infrared light emitting and light receiving (sensing) are performed. The light receiving element 110 and the light emitting element 120 may be disposed on the display panel 100. When placed on the display panel 100, the display panel 100 is positioned in the non-display area of the display panel 100.

또한, 거울 반사판(130) 역시 수광 소자(110) 및 발광 소자(120)들과 동일 평면상에 위치시켰을 때, 적외선의 수발광과 동일 평면 상에서 대향하여 반사가 이루어져 광효율을 높일 수 있다. In addition, when the mirror reflector 130 is also positioned on the same plane as the light receiving element 110 and the light emitting element 120, the reflection may be made to face the same plane as the light receiving element of infrared rays, thereby increasing light efficiency.

여기서, 상기 수광 소자(110) 및 발광 소자(120)와 거울 반사판(130)은 표시 패널(100) 위에 위치하여 서로 평행하게 광의 발광, 수광, 반사가 이루어지는데 광의 파장대가 적외선으로 하부의 표시 패널(100)에서 출사되는 가시광의 표시에는 영향을 주지 않는다. 또한, 적외선 광의 블록킹 여부로 터치가 감지되는 것으로 터치의 감지와 영상의 표시가 독립적으로 이루어질 수 있다.Here, the light receiving element 110, the light emitting element 120, and the mirror reflector 130 are positioned on the display panel 100 to emit light, receive light, and reflect light in parallel with each other. It does not affect the display of visible light emitted from 100. In addition, the touch is detected by blocking the infrared light, the touch can be detected and the image can be displayed independently.

또한, 상기 거울 반사판(130)의 가로 길이(w)는 상기 수광 소자(110)와 발광 소자(120) 사이의 이격 거리이거나 그 보다 작을 수도 있다. 이 중 광효율 향상의 관점에서는 상기 거울 반사판(130)의 가로 길이(w)가 수광 소자(110)와 발광 소자(120) 사이의 거리일 경우 가장 유리하다. 여기서, 상기 거울 반사판(130)의 세로 길이(s)는 상기 수광 소자(110) 또는 발광 소자(120)의 높이를 넘지 않게 설계한다. 가급적 보드(150)의 세로 길이와 같거나 작게 거울 반사판(130)의 높이를 설계한다.In addition, the horizontal length w of the mirror reflector 130 may be smaller or less than the separation distance between the light receiving element 110 and the light emitting element 120. Among them, from the viewpoint of improving the light efficiency, it is most advantageous when the horizontal length w of the mirror reflector 130 is the distance between the light receiving element 110 and the light emitting element 120. Here, the vertical length s of the mirror reflector 130 is designed not to exceed the height of the light receiving element 110 or the light emitting element 120. Preferably, the height of the mirror reflector 130 is designed to be equal to or smaller than the longitudinal length of the board 150.

한편, 상기 복수개의 수광 소자(110)와 발광 소자(120)와, 상기 거울 반사판(130)은, 표시 패널(100)의 상부 가장자리 및 측부를 감싸는 케이스 탑(미도시)에 의해 가려질 수 있다. Meanwhile, the plurality of light receiving elements 110, the light emitting elements 120, and the mirror reflector 130 may be covered by a case top (not shown) surrounding the upper edge and the side of the display panel 100. .

그리고, 상기 수광 소자(110) 및 발광 소자(120)의 형태는 도시된 삼각형상에 의해 제한되는 것은 아니고, 표시 패널(100) 상에 위치하였을 때, 장애물이 없을 때 최대한 광의 수광 및 발산이 가능할 정도로 광의 수광면 및 발산면이 장애물없는 평탄면을 갖는다. 그리고, 그 배면측은 보드(도 3의 150 참조)에 집적되어 터치 컨트롤러(미도시)의 제어를 받도록 전기적 배선(미도시)과 연결을 갖는다. In addition, the shape of the light receiving element 110 and the light emitting element 120 is not limited by the illustrated triangular image, and when positioned on the display panel 100, it is possible to receive and divert light as much as possible when there is no obstacle. To the extent, the light receiving surface and the emitting surface of the light have an unobstructed flat surface. And, the back side is integrated with a board (see 150 in FIG. 3) and has a connection with an electrical wiring (not shown) to be controlled by a touch controller (not shown).

도 3은 도 2의 표시 패널의 일변에 상당하여 발광 소자, 수광 소자 및 거울 반사판이 배치된 보드를 나타낸 개략 평면도이다.3 is a schematic plan view of a board that corresponds to one side of the display panel of FIG. 2 and includes a light emitting element, a light receiving element, and a mirror reflector.

도 3과 같이, 상기 복수개의 수광 소자(110) 및 발광 소자(120)들은, 상기 표시 패널(100)에 대해 수직하게 위치하는 보드(150) 상에 집적될 수 있다. 이 경우, 상기 거울 반사판(130)은 상기 보드(150) 상에 접착층(140)을 개재하여 부착될 수 있다. As illustrated in FIG. 3, the plurality of light receiving elements 110 and the light emitting elements 120 may be integrated on a board 150 positioned perpendicular to the display panel 100. In this case, the mirror reflector 130 may be attached to the board 150 via the adhesive layer 140.

경우에 따라, 상기 거울 반사판(130)은 반드시 보드(150) 상에 부착되는 것으로 한정되는 것은 아니고, 상기 수광 소자(110)와 발광 소자(120) 사이에 놓여질 수 있는 여느 배치로도 이용될 수 있다. In some cases, the mirror reflector 130 is not limited to being attached to the board 150, and may be used in any arrangement that may be placed between the light receiving element 110 and the light emitting element 120. have.

한편, 케이스 탑과 표시 패널(100)의 표면 사이에는 일정한 간극이 있으므로, 이 부위에 상기 보드(150)가 위치하여, 상기 보드(150) 상에 배치되는 수광 소자(110), 발광 소자(120) 및 거울 반사판(130)을 가릴 수 있다.On the other hand, since there is a predetermined gap between the case top and the surface of the display panel 100, the board 150 is located in this area, the light receiving element 110, the light emitting element 120 disposed on the board 150 ) And the mirror reflector 130 may be covered.

상술한 광학식 터치 입력 장치의 구동 방식은 다음과 같다.The driving method of the above-described optical touch input device is as follows.

상기 발광 소자(120)는 하나씩 점등하는 식으로 순차 구동하고, 상기 수광 소자(110)는 동시에 발광 소자(120)으로부터 발산된 광 및 거울 반사판(130)에 의해 반사된 광의 수광을 하여 정보를 수집하는 것이다. 이 때, 만일 표시 패널(100) 상에 터치가 있을 때, 해당 부위에서 광의 경로에 블록킹(blocking)이 있게 되고 이를 감지하여 터치 여부를 판단할 수 있는 것이다.The light emitting devices 120 are sequentially driven in such a manner as to light up one by one, and the light receiving device 110 simultaneously collects the light emitted from the light emitting device 120 and the light reflected by the mirror reflector 130. It is. In this case, when there is a touch on the display panel 100, blocking is performed in a path of light at a corresponding portion, and the sensing may determine whether the touch is performed.

상기 보드(150)는 도시되지 않았지만, 터치 컨트롤러(미도시)와 연결되고, 상기 터치 컨트롤러에서는 상기 발광 소자(120)의 점등을 제어하고, 수광 소자(110)로부터 수집된 광량에 따라 광의 블록킹 정도를 판단하고 이를 통해 터치 여부와 터치 위치를 판단할 수 있다. 상기 터치 컨트롤러는 상기 표시 패널(100)을 제어하는 패널 제어부(미도시)와 함께 또는 분리되어 위치할 수 있다.Although not shown, the board 150 is connected to a touch controller (not shown), and the touch controller controls the lighting of the light emitting device 120 and blocks the light according to the amount of light collected from the light receiving device 110. Determine and determine whether or not the touch and the touch position. The touch controller may be located together or separated from a panel controller (not shown) that controls the display panel 100.

도 4는 도 2의 발광 경로 및 센싱 경로를 나타낸 평면도이다.4 is a plan view illustrating a light emitting path and a sensing path of FIG. 2.

도 4와 같이, 거울 반사판(130)이 수광 소자(110)와 발광 소자(120) 사이에 배치될 경우, 각각 수광 소자(110)와 발광 소자(120)가 갖는 광각에 의해 센싱 및 발광 경로가 흑색 선상으로 도시되고 있으며, 발광 소자(120)로부터 나오는 광이 거울 반사판(130)로 들어가 재반사되어 대향되는 수광 소자(110)측으로 들어가는 반사 경로가 적색 선상으로 도시되고 있다.As shown in FIG. 4, when the mirror reflector 130 is disposed between the light receiving element 110 and the light emitting element 120, the sensing and light emission paths are formed by the wide angles of the light receiving element 110 and the light emitting element 120, respectively. A black line is illustrated, and the light path from the light emitting element 120 enters the mirror reflector 130 and is reflected back to the opposing light receiving element 110.

즉, 거울 반사판의 구비에 의해, 도 1의 구조에서는 발생하지 않는 적색 선상의 경로가 더 발생되어 센싱할 수 있는 영역이 그만큼 더 확보됨을 알 수 있다. 이는 발광 소자(120)가 순차 점등시, 점등하는 발광 소자(120)에 인접한 변에 위치한 수광 소자들이 대향되는 변상에 위치한 거울 반사판(130)으로부터 들어오는 반사광을 수광할 수 있게 됨을 의미한다. That is, it can be seen that by providing the mirror reflector, a red line path which does not occur in the structure of FIG. This means that when the light emitting device 120 is sequentially turned on, the light receiving devices positioned on the side adjacent to the light emitting device 120 to be turned on may receive the reflected light from the mirror reflector 130 located on the opposite side.

이와 같은 광경로 증가는 결국 발광 소자 및 수광 소자 수를 더 배열한 효과를 나타내게 되므로, 소자의 추가와 소비 전력의 추가 없이, 더 많은 터치 물체 검출 정보를 얻을 수 있음을 의미하는 것이다. 또한, 보다 적은 수의 소자 사용만으로 터치 인식 최소 크기가 줄어들 수 있음과 터치 중심좌표의 에러를 줄일 수 있는 광학식 터치 입력 장치를 구현할 수 있는 것이다. This increase in optical path means that the number of light emitting devices and light receiving devices is further arranged, which means that more touch object detection information can be obtained without adding devices and power consumption. In addition, it is possible to implement an optical touch input device capable of reducing the minimum size of touch recognition by using fewer elements and reducing an error of a touch center coordinate.

이하, 거울 반사판의 미적용시를 비교예로, 적용시를 실시예로 하여 실험한 예를 살펴본다.Hereinafter, an example of applying the mirror reflector as a comparative example and applying as an example will be described.

각각 비교예는 발광 소자/수광 소자의 개수를 90개와 64개로 한 경우의 두가지 예를 실험하였고, 실시예는 발광 소자/수광 소자의 개수를 64개, 48개, 32개로 한 경우의 세가지 예를 실험하였다. In each of the comparative examples, two examples in which the number of light emitting elements / light-receiving elements were 90 and 64 were examined, and the examples were three examples in which the number of light emitting elements / light-receiving elements was 64, 48, and 32. Experiment.

이하에서 실험한 예는, 표시 패널의 사이즈는 23인치를 기준으로 한 것이며, 발광 소자 및 수광 소자는 동일한 성능을 가진 것으로 각 비교예 및 실시예들에서, 배치 수만 달리하는 것이다. In the following experiments, the size of the display panel is based on 23 inches, and the light emitting device and the light receiving device have the same performance. In each of the comparative examples and the embodiments, only the number of arrangements is different.

그리고, 중심 좌표 인식 에러 평균은 표시 패널의 5포인트를 펜으로 터치한 후 센싱하였을 때, 각 포인트의 중심에서 "실제 터치 중심 좌표와 터치로 인식되는 중심좌표간의 거리차"를 평균값으로 나타낸 것이다. 중심 좌표 인식 에러 평균이 낮을수록 영역별로 터치 감지 영역의 센싱 영역의 차가 없음을 의미한다.In addition, when the center coordinate recognition error average is sensed after touching five points of the display panel with a pen, the mean of the center coordinate recognition errors represents the “distance difference between the actual touch center coordinates and the center coordinates recognized as the touch” at the center of each point. As the mean of the center coordinate recognition error is lower, it means that there is no difference in the sensing area of the touch sensing area for each area.

또한, 적용 가능한 펜 사이즈는 펜으로 터치하여 드로잉시 센싱 가능한 최소한의 길이를 의미한다.In addition, the applicable pen size means the minimum length that can be sensed when drawing by touching with a pen.

도 5a 및 도 5b는 발광 소자 및 수광 소자를 각각 90개로 하고 거울 반사판 미적용시 적용 가능 펜 사이즈와 중심좌표 인식 에러 평균을 나타낸 도면이며, 도 6a 및 도 6b는 발광 소자 및 수광 소자를 각각 64개로 하고 거울 반사판 미적용시 적용 가능 펜 사이즈와 중심좌표 인식 에러 평균을 나타낸 도면이다.5A and 5B show an average of pen size and center coordinate recognition error applicable when 90 light emitting devices and light receiving devices are used, and a mirror reflector is not applied. FIGS. 6A and 6B show 64 light emitting devices and light receiving devices, respectively. This figure shows the average pen size and the mean coordinate recognition error when the mirror reflector is not applied.

도 5a 및 도 5b와 같이, 비교예 1에서는, 발광 소자 및 수광 소자를 90개씩 배치한 경우, 매우 촘촘히 발광 소자와 수광 소자가 배치되어 있고, 터치 감지 가능한 펜 사이즈는 2mm이고, 이 때의 중심 좌표 인식 에러 평균은 약 1.14mm이다. 이 때, 발광 소자와 수광 소자 배치 수가 늘게 되면 터치 감지 가능한 펜 사이즈는 작게 되어, 미세한 영역에서 터치가 있을 때도 감지가 가능함을 알 수 있는 것이다.5A and 5B, in Comparative Example 1, when the light emitting elements and the light receiving elements are arranged one by one, the light emitting elements and the light receiving elements are arranged very closely, and the pen size that can be sensed by touch is 2 mm, and the center at this time The average coordinate recognition error is about 1.14 mm. In this case, when the number of light emitting elements and light receiving elements is increased, the pen size that can be sensed by touch becomes small, and it can be seen that even when there is a touch in a minute area, the touch can be detected.

도 6a 및 도 6b와 같이, 비교예 2에서, 발광 소자 및 수광 소자를 64개씩 배치한 경우, 터치 감지 가능한 펜 사이즈는, 소자의 개수가 줄어 발광 소자 및 수광 소자를 90개씩 배치한 경우에 비해, 늘게 됨을 알 수 있다. 이는 8mm 미만의 길이로 펜으로 드로잉시 이를 센싱할 수 없음을 의미하며, 그만큼 센싱 정확도가 떨어짐을 나타낸다. 또한, 중심 좌표 인식 에러 평균 역시 1.87mm로 늘게 되어, 90개 배치시보다 상대적으로 터치로 인식하는 센싱 부위의 정확도가 떨어짐을 알 수 있다
6A and 6B, in Comparative Example 2, in the case where 64 light emitting elements and light receiving elements are disposed, the pen size that can be touch-sensitive is reduced compared to the case where 90 elements of light emitting elements and light receiving elements are reduced because the number of elements is reduced. As you can see, it increases. This means that the pen cannot be sensed when drawing with a pen of less than 8mm in length, indicating that the sensing accuracy is inferior. In addition, the average error of the center coordinate recognition is also increased to 1.87mm, it can be seen that the accuracy of the sensing area that is recognized as a touch relatively less than 90 batches.

도 7a 및 도 7b는 발광 소자 및 수광 소자를 각각 64개로 하고 거울 반사판 적용시 적용 가능 펜 사이즈와 중심좌표 인식 에러 평균을 나타낸 도면이며, 도 8a 및 도 8b는 발광 소자 및 수광 소자를 각각 48개로 하고 거울 반사판 적용시 적용 가능 펜 사이즈와 중심좌표 인식 에러 평균을 나타낸 도면이고, 도 9a 및 도 9b는 발광 소자 및 수광 소자를 각각 32개로 하고 거울 반사판 적용시 적용 가능 펜 사이즈와 중심좌표 인식 에러 평균을 나타낸 도면이다.7A and 7B show 64 light-emitting elements and light-receiving elements, respectively, and show an applicable pen size and a center coordinate recognition error average when applying a mirror reflector. FIGS. 8A and 8B show 48 light-emitting elements and light-receiving elements, respectively. And a graph showing the average pen size and the center coordinate recognition error when the mirror reflector is applied. FIGS. 9A and 9B are 32 light emitting and light receiving elements, respectively, and the average pen size and the center coordinate recognition error when the mirror reflector is applied. It is a diagram showing.

도 7a는, 실시예 1을 나타낸 것으로, 거울 반사판을 적용하고 발광 소자 및 수광 소자를 64개씩 배치한 경우에 터치 감지 가능한 펜 사이즈가 0.4mm이다. 이 경우, 도 7b와 같이, 중심 좌표 인식 에러 평균 값이 1.03mm 로, 오히려 거울 반사판을 미적용하고 발광 소자 및 수광 소자를 90개로 늘려 배치한 경우보다 터치 감지 가능한 펜 사이즈와 중심 좌표 인식 에러 평균이 줄게 됨을 알 수 있다. 이는 거울 반사판을 미적용시보다 발광 소자와 수광 소자를 적게 배치한 경우에도 센싱 정확도가 늘게 됨을 알 수 있으며, 최소 터치 가능한 물체 인식 크기가 감소하여, 펜으로 드로잉시 시인 불가한 영역이 줄게 됨을 의미한다.FIG. 7A shows the first embodiment, in which the touch-sensitive pen size is 0.4 mm when the mirror reflecting plate is applied and 64 light emitting and light receiving elements are arranged. In this case, as shown in FIG. 7B, the average value of the center coordinate recognition error is 1.03 mm, rather, the touch-sensitive pen size and the center coordinate recognition error average are higher than those in the case where the mirror reflector is not applied and the light emitting elements and the light receiving elements are extended to 90. It can be seen that. This means that the sensing accuracy is increased even when less light emitting elements and light receiving elements are disposed than when the mirror reflector is not applied, and the minimum size of object recognition that can be touched is reduced, which means that the area that is not visible when drawing with a pen is reduced. .

실시예 2를 나타낸 도 8a는, 거울 반사판을 적용하고 발광 소자 및 수광 소자를 48개씩 배치한 경우에 터치 감지 가능한 펜 사이즈가 2.8mm임을 나타낸다. 이 때, 도 8b와 같이, 중심 좌표 인식 에러 평균 값이 1.53mm 임을 나타낸다. 상대적으로 비교예 2에서보다, 최소 적용 가능한 펜 사이즈와 중심 좌표 인식 에러 평균이 모두 줄게됨을 알 수 있다. FIG. 8A showing the second embodiment shows that the touch-sensitive pen size is 2.8 mm when a mirror reflector is applied and 48 light emitting elements and light receiving elements are disposed. In this case, as shown in FIG. 8B, the mean value of the center coordinate recognition error is 1.53 mm. It can be seen that as compared with Comparative Example 2, both the minimum applicable pen size and the mean of the center coordinate recognition errors are reduced.

실시예 3을 나타낸 도 9a는, 거울 반사판을 적용하고 발광 소자 및 수광 소자를 32개씩 배치한 경우에 터치 감지 가능한 펜 사이즈가 10.4mm이며, 도 9b와 같이, 중심 좌표 인식 에러 평균 값이 1.61mm 임을 나타낸다. 상대적으로 비교예 2에서보다, 최소 적용 가능한 펜 사이즈는 크지만, 중심 좌표 인식 에러 평균이 작음을 알 수 있다. 즉, 비교예 2와 비교시 거울반사판을 적용한 경우, 발광 소자 및 수광 소자를 반으로 배치한 경우에도 유사한 정도의 터치 센싱 정도를 가짐을 예측할 수 있다. In FIG. 9A showing the third embodiment, when a mirror reflector is applied and 32 light emitting and light receiving elements are disposed, the pen size that can be sensed by touch is 10.4 mm, and as shown in FIG. Indicates that It can be seen that the minimum applicable pen size is larger than in Comparative Example 2, but the mean of the center coordinate recognition errors is small. That is, when the mirror reflector is applied in comparison with Comparative Example 2, it can be predicted to have a similar degree of touch sensing even when the light emitting device and the light receiving device are disposed in half.

발광소자개수Number of light emitting elements 수광소자개수Number of light receiving elements 거울반사판적용 여부Whether mirror reflector is applied 최소적용가능 펜 사이즈Minimum Applicable Pen Size 중심좌표인식 에러 평균Center Coordinate Recognition Error Average 비교예1Comparative Example 1 90개90 90개90 XX 2mm2mm 1.14mm1.14mm 비교예2Comparative Example 2 64개64 64개64 XX 8mm8 mm 1.87mm1.87 mm 실시예1Example 1 64개64 64개64 OO 0.4mm0.4mm 1.03mm1.03mm 실시예2Example 2 48개48 48개48 OO 2.8mm2.8mm 1.53mm1.53mm 실시예3Example 3 32개32 32개32 OO 10.4mm10.4mm 1.61mm1.61mm

표 1 및 상술한 도면을 참조하여, 거울 반사판을 미적용시와 적용시에 센싱 감도를 살펴본다.With reference to Table 1 and the above-described drawings, the sensing sensitivity will be described when not applying and applying the mirror reflector.

비교예 2와 실시예 1을 참조하여, 동일한 개수로 발광 소자 및 수광 소자를 배치시키고, 거울 반사판을 미적용시와 적용시로 구분하여 본다. 여기서, 거울 반사판을 적용시 최소 적용 가능 펜 사이즈가 8mm에서 0.4mm로 현저히 줄음을 알 수 있고, 중심 좌표 인식 에러의 평균값 역시 1.87mm에서 1.03mm로 줄음을 알 수 있다. 또한, 오히려 발광 소자 및 수광 소자를 많이 배치하는 비교예 1에 비해서도 실시예 1에서 최소 적용 가능 펜 사이즈와 중심 좌표 인식 에러 평균이 모두 줄게 됨을 알 수 있다. With reference to Comparative Example 2 and Example 1, the light emitting element and the light receiving element are arranged in the same number, and the mirror reflector is divided into non-application and application time. Here, it can be seen that the minimum applicable pen size is significantly reduced from 8mm to 0.4mm when applying the mirror reflector, and the average value of the center coordinate recognition error is also reduced from 1.87mm to 1.03mm. In addition, it can be seen that in comparison with Comparative Example 1 in which many light emitting devices and light receiving devices are arranged, the minimum applicable pen size and the mean of the center coordinate recognition errors are reduced in Example 1. FIG.

도 10은 거울 반사판 미적용시와 적용시 수광소자-발광소자 쌍의 배치수에 따른 센싱 감지 사이즈를 나타낸 그래프이다.FIG. 10 is a graph showing a sensing sense size according to the number of arrangements of a light receiving element-light emitting element pair when the mirror reflector is not applied and when applied.

도 10과 같이, 23인치의 표시 패널로 실험시 거울 반사판 미적용시는 As shown in FIG. 10, when the mirror reflector is not applied during the experiment with the 23-inch display panel

Y = 465.8e (-x/15.4) 의 좌표로 센싱 가능한 펜 사이즈가 그려지고, 거울 반사판 적용시는 Y = 195.6e (-x/11.1) 의 좌표로 센싱 가능한 펜 사이즈가 그려짐을 알 수 있다. 즉, 거울 반사판 적용시 그래프의 기울기가 낮아져 동일 소자 쌍(수광소자-발광소자) 개수에 비해 센싱 가능한 펜 사이즈가 작게 됨을 알 수 있다. It can be seen that a pen size that can be sensed is plotted with a coordinate of Y = 465.8e (-x / 15.4) , and a pen size that can be sensed with a coordinate of Y = 195.6e (-x / 11.1) when a mirror reflector is applied. That is, when the mirror reflector is applied, the inclination of the graph is lowered, so that the pen size that can be sensed is smaller than the number of pairs of light receiving elements.

이러한 실험을 통해 센싱 감도가 거울 반사판 적용시 향상됨을 확인할 수 있으며, 또한, 발광 소자 및 수광 소자의 배치를 줄이더라도 거울 반사판 적용시 일정 이상의 센싱 감도가 확보됨을 알 수 있다. Through these experiments, it can be seen that the sensing sensitivity is improved when the mirror reflector is applied, and even if the arrangement of the light emitting device and the light receiving element is reduced, the sensing sensitivity is more than a certain level when the mirror reflector is applied.

또한, 거울 반사판에 의해 광 효율 증가에 의해 발광 소자 및 수광 소자의 수를 줄일 경우, 상기 발광 소자 및 수광 소자를 구동하기 위한 전원 및 전력의 사용을 줄일 수 있다. 따라서, 비용 절감이 가능하다.In addition, when the number of light emitting devices and light receiving devices is reduced by increasing the light efficiency by the mirror reflector, it is possible to reduce the use of power and power for driving the light emitting devices and the light receiving devices. Therefore, cost reduction is possible.

상술한 광학식 터치 입력 장치는 복수개의 수광 소자 및 발광 소자의 배치와 이들 소자들에서 광 블락킹 여부로 터치 감지되는 것으로 멀티 터치 검출이 가능하다.The above-described optical touch input device is capable of multi-touch detection by the arrangement of the plurality of light receiving elements and the light emitting elements and the touch sensing of these elements by light blocking.

한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.On the other hand, the present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, it is possible that various substitutions, modifications and changes within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in Esau.

100: 표시 패널 110: 수광 소자
120: 발광 소자 130: 거울 반사판
140: 접착층 150: 보드100: display panel 110: light receiving element
120: light emitting element 130: mirror reflector
140: adhesive layer 150: board

Claims (9)

표시 패널;
상기 표시 패널의 각 변에 서로 이격하여 교번하여 배열된 복수개의 수광 소자 및 발광 소자; 및
상기 수광 소자와 발광 소자들 사이에 배치된 거울 반사판을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치.Display panel;
A plurality of light receiving elements and light emitting elements that are alternately arranged to be spaced apart from each other on each side of the display panel; And
And a mirror reflector disposed between the light receiving element and the light emitting elements. 제 1항에 있어서,
상기 복수개의 수광 소자 및 발광 소자들은 각각 적외선 수광 및 적외선 발광을 하는 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치.The method of claim 1,
And the plurality of light receiving elements and the light emitting elements respectively emit infrared light and emit infrared light. 제 1항에 있어서,
상기 복수개의 수광 소자 및 발광 소자들과 상기 거울 반사판은 동일 평면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치.The method of claim 1,
And the plurality of light receiving elements, the light emitting elements, and the mirror reflector are disposed on the same plane. 제 3항에 있어서,
상기 복수개의 수광 소자 및 발광 소자들과, 상기 거울 반사판은 상기 표시 패널 상에 놓여지는 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치.The method of claim 3, wherein
And the plurality of light receiving elements, the light emitting elements, and the mirror reflector are disposed on the display panel. 제 1항에 있어서,
상기 복수개의 수광 소자 및 발광 소자들은, 상기 표시 패널에 대해 수직하게 위치하는 동일한 보드 상에 집적되는 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치.The method of claim 1,
And the plurality of light receiving elements and the light emitting elements are integrated on the same board positioned perpendicular to the display panel. 제 5항에 있어서,
상기 거울 반사판은 상기 동일한 보드 상에 부착되는 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치.6. The method of claim 5,
And the mirror reflector is attached on the same board. 제 1항에 있어서,
상기 거울 반사판의 가로 길이는 상기 수광 소자와 발광 소자 사이의 이격 거리와 같거나 작은 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치.The method of claim 1,
The horizontal length of the mirror reflector is an optical touch input device, characterized in that less than or equal to the separation distance between the light receiving element and the light emitting element. 제 1항에 있어서,
상기 복수개의 수광 소자와 발광 소자와, 상기 거울 반사판은 케이스 탑에 의해 가려지는 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치.The method of claim 1,
And the plurality of light receiving elements, the light emitting elements, and the mirror reflector are covered by a case top. 제 1항에 있어서,
상기 발광 소자들을 순차적으로 점등되고 상기 수광 소자들은 동시에 수광량을 수집하는 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치.The method of claim 1,
And sequentially illuminating the light emitting elements and collecting the light receiving amounts at the same time.
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