KR101747733B1 - 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적외선 센서모듈의 틀어짐이 발생하더라도 재귀반사판의 입사각에 대한 광량 변화에 근거하여 자동으로 레퍼런스(reference)를 설정하여 정확한 터치 검출이 가능하며, 또한 수광된 광량의 노이즈를 제거하여 정확도를 향상시킨 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법에 관한 것으로, 적외선 센서모듈의 발광부를 발광시키는 단계;와, 상기 적외선 센서모듈의 수광부가 광을 수광하는 단계; 및 상기 수광된 광량을 터치 제어부에서 분석하여, 상기 재귀 반사판의 입사각 전환부에 대응되는 상기 수광부의 픽셀을 레퍼런스 포인트로 설정하는 단계를 포함하여 이루어진다.

Description

광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법{Auto Calibration Method for Optical Touch Input Device}

본 발명은 광학식 터치 입력 장치에 관한 것으로 특히, 적외선 센서모듈의 틀어짐이 발생하더라도 재귀반사판의 입사각에 대한 광량 변화에 근거하여 자동으로 레퍼런스(reference)를 설정하여 정확한 터치 검출이 가능하며, 또한 수광된 광량의 노이즈를 제거하여 정확도를 향상시킨 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법에 관한 것이다.

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.

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.

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.

상술한 각 방식의 이점은 각기 상이하지만, 근래에는 터치 스크린이 받는 압력의 최소화와 배치의 편리성으로 적외선 방식이 주목되고 있다.

종래의 적외선 방식의 터치 스크린은 표시 패널 상의 강화 유리와, 상기 강화 유리의 두 코너에 위치한 적외선 센서 및 상기 표시 패널의 가장자리에 대응하여 위치한 재귀 반사판을 포함하여 이루어진다.

이러한 종래의 적외선 방식의 터치 스크린은, 표시 패널과 별도의 조립 공정을 통해 일체의 표시 장치로 제조되는 것으로, 조립 공정 중이나 출시 후 사용자의 사용 중에도 충격 등에 의한 흔들림에 의해 상기 적외선 센서가 틀어지는 문제가 발생할 수 있다. 이 경우, 적외선 센서가 센싱하는 영역이 원래 설정된 센싱 영역으로부터 벗어나 실제 터치 영역과 센싱된 영역간 오차가 발생할 수 있다.

이러한 오차를 해소하기 위해 종래에는 사용자가 수동적으로 화면의 특정 지점을 터치하여 직접적으로 보정하는 방법을 취한다.

그러나, 이러한 수동적 보정은 사용자의 휴먼 에러(human error)를 피할 수 없으며, 보정에도 시간이 소요된다.

또한, 적외선 센서의 기구 틀어짐이 심한 경우, 사용자의 수동적 보정이 불가능한 경우가 있다.

상기와 같은 종래의 적외선 방식의 터치 스크린은 다음과 같은 문제점이 있다.

적외선 센서의 틀어짐이 발생할 때, 이를 해소하기 위해 작업자의 수동적 조정에 의한 센싱 영역 보정을 한다. 이러한 수동적 보정시 작업자에 의한 휴먼 에러를 피할 수 없다.

또한, 적외선 센서의 틀어짐 정도에 따라서 센싱 영역 보정이 불가한 경우가 있다.

그리고, 작업자가 직접 수동적 조정을 하여야 하므로 보정 시간이 요구되며, 사용자에게 불편하며 정확한 보정이 힘들다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 적외선 센서모듈의 틀어짐이 발생하더라도 재귀반사판의 입사각에 대한 광량 변화에 근거하여 자동으로 레퍼런스(reference)를 설정하여 정확한 터치 검출이 가능하며, 또한 수광된 광량의 노이즈를 제거하여 정확도를 향상시킨 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법을 제공하는 데, 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법은 각각 발광부와 수광부를 구비하며 표시 패널의 두 개 이상의 코너에 배치된 적외선 센서모듈과, 상기 표시 패널의 변들에 재귀 반사판을 갖는 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법은, 상기 적외선 센서모듈의 발광부를 발광시키는 단계;와, 상기 적외선 센서모듈의 수광부가 광을 수광하는 단계; 및 상기 수광된 광량을 터치 제어부에서 분석하여, 상기 재귀 반사판의 입사각 전환부에 대응되는 상기 수광부의 픽셀을 레퍼런스 포인트로 설정하는 단계를 포함하여 이루어진 것에 그 특징이 있다.

상기 재귀 반사판의 입사각 전환부는 입사각이 0° 전후이다.

상기 수광부는 복수개의 픽셀을 라인상으로 갖는 센서 어레이를 포함할 수 있다.

혹은 상기 수광부는 복수개의 행열로 갖는 복수개의 픽셀을 배치한 센서 어레이를 포함할 수도 있다.

상기 레퍼런스 포인트를 설정하는 단계는, 상기 복수개의 픽셀들 중 초기 블럭과 종기 블럭에 대해 인접한 픽셀들의 광량의 기울기를 측정하여, 기울기 변화가 최대값에 해당하는 픽셀을 레퍼런스 포인트로 설정한다.

또한, 상기 초기 블럭과 종기 블럭에서 각각 제 1 레퍼런스 포인트와 제 2 레퍼런스 포인트를 설정한 후, 상기 제 1, 제 2 레퍼런스 포인트를 유효 센싱 영역으로 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 초기 블럭과 종기 블럭은 각각 상기 센서 어레이의 최초 픽셀로부터 연속하는 10개 내지 100개의 픽셀 및 마지막 픽셀까지 연속하는 10 개 내지 100개 픽셀을 포함한다.

한편, 상기 초기 블럭과 종기 블럭의 인접한 픽셀들간 광량 기울기 측정은 2개 내지 5개 픽셀을 하나의 단위로 하여, 상기 단위 내 최초 픽셀과 마지막 픽셀 사이의 기울기를 측정하는 방법으로 이루어진다.

상기 레퍼런스 포인트를 설정하는 단계는,노이즈를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 노이즈를 제거하는 단계는 상기 수광부의 초기 블럭 및 종기 블럭에서 인접한 픽셀들에서 측정되는 광량의 기울기가 다크 레벨과 만나지 않는 픽셀들에 대한 광량을 노이즈로 판단한다.

상기 기울기 측정은 2개 내지 5개의 인접한 픽셀들 중 처음 픽셀 마지막 픽셀의 광량 값을 가상의 선으로 연결하여 이루어진다.

상기 노이즈를 제거하는 단계 후, 상기 레퍼런스 포인트는 상기 인접한 픽셀간 광량의 기울기를 연장하여 상기 다크 레벨과 만나는 지점의 픽셀로 설정한다.

한편, 상기 수광부의 광량 수광 및 레퍼런스 포인트 설정은, 표시 패널의 코너에 위치한 상기 복수개의 적외선 센서모듈에서 순차적으로 이루어질 수 있다.

또한, 동일한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법은, 각각 발광부와 수광부를 구비하며 표시 패널의 두 개 이상의 코너에 배치된 적외선 센서모듈과, 상기 표시 패널의 변들에 재귀 반사판을 갖는 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법으로, 상기 발광부를 구동시키는 제 1 단계;와, 상기 수광부에 구비된 복수개의 픽셀별로 재귀 반사판으로부터 재귀 반사된 광량을 센싱하는 제 2 단계;와, ADC에서 상기 픽셀별로 광량을 디지털 광량신호로 변환하는 제 3 단계; 및 상기 디지털 광량 신호의 변화를 픽셀별로 측정하여 재귀 반사 효율이 최대인 지점에 대응된 픽셀을 레퍼런스 포인트로 설정하는 제 4 단계를 포함하는 것에 또 다른 특징이 있다.

또한, 노이즈가 발생된 픽셀들을 포함한 블럭에 대응하여, 레퍼런스 포인트를 재설정하는 제 5 단계를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 제 2 단계 내지 제 5 단계는 상기 적외선 센서모듈의 수광부들에 대해 순차적으로 진행할 수 있다.

상기 제 4 단계와 제 5 단계에서 설정된 레퍼런스 포인트에 근거하여 상기 수광부의 픽셀들에 대해 유효 센싱 영역을 설정하는 제 6 단계를 더 포함할 수도 있다.

상기 제 5 단계에서, 상기 노이즈가 발생한 픽셀들의 블럭에서 인접한 픽셀간 광량의 기울기를 연장하여 상기 다크 레벨과 만나는 지점의 픽셀로 레퍼런스 포인트를 재설정한다.

상기와 같은 본 발명의 광학식 입력 장치의 자동 보정 방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명의 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법은, 재귀 반사판의 재귀 반사 효율을 근거로 하여, 그 광량의 기울기 변화에 따라 유효 센싱 영역의 자동 보정을 하여, 사용자의 수동 보정 작업 진행시 발생할 수 있는 휴먼 에러를 배제할 수 있다.

둘째, 본 발명의 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법은, 제품 조립 라인에서 보정 작업진행시 작업자가 수행하던 보정을, 자동으로 수행할 수 있어, 생산 시간 역시 줄일 수 있다.

셋째, 조립시나 출하 후 사용자의 사용 단계에서도, 광학식 터치 입력 장치에서 적외선 센서모듈의 틀어짐이 있더라도, 물리적인 보정을 요하지 않아도, 전원 인가 후의 자동적인 보정이 가능하여, 터치 검출의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

넷째, 제품마다 조립 상태 불량과 재귀 반사판 평탄도 편차 불량을 상당 부분 극복할 수 있다. 즉, 기구나 수광부 혹은 발광부가 틀어지더라도 재귀 반사판의 입사각에 따른 반사 효율을 이용해 보정을 진행하므로 제품 내에서 재귀 반사 효율 변화로 레퍼런스 포인트 설정이 가능하다.

도 1은 본 발명의 광학식 터치 입력 장치를 나타낸 평면도
도 2는 도 1의 제 1 적외선 센서모듈의 수광부에서 센싱된 광량을 픽셀별로 나타낸 그래프
도 3은 본 발명의 광학식 터치 입력 장치를 나타낸 단면도
도 4는 본 발명의 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법을 나타낸 플로우차트
도 5는 도 4에서 이용되는 터치 컨트롤러를 나타낸 블럭도
도 6은 입사각에 대한 재귀반사율을 나타낸 그래프
도 7은 본 발명의 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법을 통해 ROI 영역이 설정된 수광부의 픽셀 대응도
도 8a 및 도 8b는 노이즈가 없는 이상적인 경우 수광부의 픽셀에 대응된 광량 특성을 나타낸 분포도
도 9a 및 도 9b는 노이즈 발생한 경우 수광부의 픽셀에 대응된 광량 특성을 나타낸 분포도
도 10a 내지 도 10d는 여러가지 경우에 대한 엔드 포인트 형성 영역에 대응된 픽셀에 대한 광량 특성을 나타낸 그래프
도 11은 본 발명의 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법에 있어서, 노이즈 제거 방법을 나타낸 도면

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 광학식 입력 장치의 보정 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 보정 방법을 적용하는 광학식 터치 입력 장치를 설명한 후, 이에 이용되는 광학식 입력 장치의 보정 방법을 논한다.

도 1은 본 발명의 광학식 터치 입력 장치를 나타낸 평면도이다.

도 1과 같이, 본 발명의 광학식 터치 입력 장치는, 표시 패널(100)의 두 개 이상의 코너에 대응하여 적외선 센서모듈(200:200a, 200b, 200c)이 위치하며, 상기 표시 패널(100)의 네변에 가이드 구조물(170)이 구비되며, 상기 가이드 구조물(170)의 안측부에 복수개 열로 연속하여 형성된 프리즘(prism)으로 이루어진 재귀반사층(retro-reflecting layer)을 포함하는 재귀 반사판(300)이 부착되어 있다. 한편, 이들 적외선 센서모듈(200), 가이드 구조물(170) 및 재귀반사판(300)을 포함하여 광학 센싱 프레임(optical sensing frame)이라 한다.

여기서, 상기 가이드 구조물(170)은 상기 적외선 센서모듈(200)과 동일 평면 상에 위치할 수 있으며, 경우에 따라 적외선 센서모듈(200)과 가이드 구조물(170)을 서로 다른 평면에 위치시킬 수도 있다. 조립의 편의를 위해 동일 평면 상에 위치시키는 것이 유리하며, 어느 경우나 적외선 센서모듈(200)과 가이드 구조물(170)은 상기 표시 패널(100)의 가장 자리 상부에 위치한다. 상기 가이드 구조물(170)과 적외선 센서모듈(200)을 동일 평면에 위치시킬 경우에는 상기 가이드 구조물(170)에 상기 적외선 센서모듈(200)이 차지하는 영역을 비워두어, 상기 재귀 반사판(300)이 상기 적외선 센서모듈(200)을 가리지 않게 한다.

상기 적외선 센서모듈(200)은 적외선 LED와 같은 발광부와, 센서 어레이와 같은 수광부를 함께 갖는 광학 모듈로, 적외선 수발광을 모두 수행할 수 있다. 이러한 발광부와 수광부는 하나의 모듈(Module) 내에 서로 상하로 위치시켜 이층구조로 배치시킬 수도 있고, 동일 평면 상에 전후 관계로 일층 구조로 배치시킬 수도 있다.

도 1에 있어서는 상기 적외선 센서모듈(200)이 총 3개로, 제 1 내지 제 3 적외선 센서모듈(200a, 200b, 200c)이 표시 패널(100)의 각각 A, B, C 코너에 위치한 상태를 도시하고 있다. 도시된 도면에는 D 코너에 대응하여서는 적외선 센서모듈을 설치하지 않은 것으로, 이는 일예에 따른 것이고, 앞서 설명한 바와 같이, 적외선 센서모듈은 2개 코너들 또는 4개 코너들에 배치하는 바도 가능하다. 어느 경우나 상기 적외선 센서모듈은 코너에 한해 위치한다.

이러한 상기 적외선 센서모듈(200)은 각각 최소 2면에서 재귀 반사되어 오는 광을 수광하고, 대각선 정면의 코너부의 다른 적외선 센서모듈(200)의 출사광을 센싱하는 기능을 한다.

한편, 상기 적외선 센서모듈(200)의 수광부는 센싱할 수 있는 화각이 약 96°를 넘으며, 센싱할 수 있는 화각이 인접한 양 변의 재귀 반사판(300) 사이에 들어올 수 있도록 배치된다.

경우에 따라 상기 적외선 센서모듈(200)의 수광부는 수평 방향으로 500픽셀 이상(수평 방향으로 500개 이상의 화소 상의 위치를 검출할 수 있도록)의 해상도를 갖는 라인 센서 어레이이다. 이와 달리, 상기 수광부는 행렬로 복수개의 픽셀들이 배치된 2차원 센서 어레이일 수도 있다. 여기서, 수광부가 갖는 해상도는 표시 패널(100)의 크기와 형상에 따라 변경될 수 있다.

한편, 상기 수광부의 픽셀들에는 수광부가 갖는 화각에 대응되는 각 각도별로 재귀 반사판을 통해 상기 적외선 센서모듈(200)로 입사되는 광량이 수집된다. 여기서, 실제 상기 수광부에는 수광부 자체의 화각 전체에 광이 수집되지는 않고, 상기 적외선 센서모듈(200)이 인접한 양변의 재귀 반사판(300) 사이의 90°를 이루는 공간 내에 위치하므로, 90° 범위 내에서 광량 센싱이 가능하다.

이 경우, 상기 수광부가 500개의 픽셀을 갖는 라인 센서 어레이로 이루어진다고 할 때, A 코너에 위치한 제 1 적외선 센서모듈(200a)을 기준으로 설명하면, 코너 B를 향한 수평 라인을 센싱의 스타트 포인트(start point)로 하며, 코너 D를 향한 수직 라인을 센싱의 엔드 포인트(end point)로 설정한다.

그리고, 상기 스타트 포인트와 엔드 포인트에 대응되는 상기 수평 라인 및 수직 라인의 재귀 반사판 부위는 각각 입사각이 0°로 입사되는 영역들로, 최대의 재귀 반사효율에 해당하는 영역들이다. 여기서, 상기 수평 라인 전과 수직 라인 후는, 각각 수평 라인/수직 라인 안을 지나면 재귀 반사판으로의 광량 입사가 없다가 가장 반사 효율이 좋은 입사각이 0°을 지나게 된다. 따라서, 상기 재귀 반사판의 반사 효율의 변화에 근거하여 스타트 포인트 및 엔드 포인트를 찾을 수 있다.

정확한 유효 센싱 영역(ROI: Region of Interest)을 판단하기 위해 상기 스타트 포인트와 엔드 포인트에 대응되는 수광부의 픽셀을 찾는 것이 필요하다.

도 2는 도 1의 제 1 적외선 센서모듈의 수광부에서 센싱된 광량을 픽셀별로 나타낸 그래프이다.

도 2와 같이, 제 1 적외선 센서모듈(200a)의 수광부에서 광량을 센싱할 때, 상기 스타트 포인트 전에 대응되어서는 픽셀들에서 수집되는 광량이 거의 없다가, 상기 스타트 포인트에 대응시 재귀 반사판의 입사각이 0도인 재귀 반사 효율이 가장 높은 부분에 대응되어 광량이 급격히 상승하게 됨을 알 수 있다.

또한, 상기 엔드 포인트에 대응시 재귀 반사판의 입사각이 0도인 재귀 반사 효율이 가장 높은 부분에 대응되는 것으로 해당 픽셀에서 높은 광량이 수집됨이 보여지며, 상기 엔드 포인트 이후에 대응되어서는 가이드 구조물에 의해 가려지는 부위로 수광부 픽셀들에 수집되는 광량이 거의 없음을 알 수 있다.

즉, 상기 스타트 포인트 및 엔드 포인트 전후 광량 변화가 큼을 알 수 있다. 이는 재귀 반사판으로부터 입사되는 광량 차에 기인한 것으로, 상기 광량 변화가 큰 부분을 찾아 수광부의 스타트 포인트 및 엔드 포인트에 대응되는 픽셀을 찾을 수 있다. 이 때, 스타트 포인트와 엔드 포인트는 센싱 영역의 처음과 끝에 대응되는 것으로, 상기 스타트 포인트와 엔드 포인트의 사이의 픽셀들은 ROI (Region of Interest) 영역이라 할 수 있다.

한편, 수광부가 수백개의 픽셀을 포함하는 라인 센서 어레이일 때, 대략 스타트 포인트는 1~100 픽셀에, 엔드 포인트는 마지막 픽셀로부터 그 전 100 개 픽셀 사이에 위치하게 된다. 이에 따라, 스타트 포인트 발생하는 픽셀들의 블럭을 초기 블럭, 엔드 포인트가 발생하는 픽셀들의 블럭을 종기 블럭을 설정한다. 그리고, 상기 초기 블럭과 종기 블럭에서 재귀 반사율 효율이 가장 좋은 부분(재귀반사판으로의 입사각이 0°인 지점)을 각각 스타트 포인트와 엔드 포인트에 해당하는 레퍼런스 포인트로 설정하여, 이러한 스타트 포인트와 엔드 포인트 사이의 영역을 유효 센싱 영역(ROI: Region of Interest)로 설정한다.

한편, 제 1 적외선 센서모듈(200a) 입장에서 상기 C 코너에 대응되는 부위의 전후에서는 재귀 반사판의 배치가 수직한 변에서 수평한 변으로 바뀌기 때문에, 재귀 반사판의 입사각 변화가 크며, 이에 따라 재귀 반사 효율의 변화가 크다. 그러나, 이 부위에 대응되는 픽셀은 수광부의 중간에 위치하기 때문에, 스타트 포인트나 엔드 포인트로 판단되지는 않고, 상기 제 1 적외선 센서모듈(200a)으로부터 코너 C를 바라볼 때 그려지는 대각선 상의 라인으로 판단될 수 있다.

이와 같이, 상술한 재귀 반사판이 영역별로 갖는 입사각의 변화와 상기 입사각에 대응되는 재귀 반사 효율의 차이에 의해, 적외선 센서모듈의 수광부에 수집된 픽셀별 광량에 근거하여, 스타트 포인트 및 엔드 포인트의 레퍼런스 포인트에 대응되는 픽셀을 설정할 수 있다. 또한, 상기 레퍼런스 포인트에 근거하여, 센싱 영역의 자동 보정을 수행할 수 있게 된다. 특히, 센서모듈의 틀어짐이 발생하였을 경우, 물리적인 보정 없이도, 적외선 센서모듈의 스타트 포인트 및 엔드 포인트에 근거한 ROI 영역(유효 센싱 영역: Region of Interest) 설정을 다시 수행할 수 있다.

도시된 도면에서는 약 20번째 픽셀과, 480번째 픽셀에서 스타트 포인트와 엔드 포인트가 발생함을 추정할 수 있다. 틀어짐이 발생하면, 상기 스타트 포인트와 엔드 포인트에 대응되는 픽셀들이 변경되는 것으로, 본 발명의 광학식 터치 입력 장치의 보정 방법은, 자동으로 수광부에서 픽셀별로 입사된 광량 특성에 따라 상기 스타트 포인트 및 엔드 포인트를 찾고 이에 따라 센싱이 이루어지는 ROI 영역을 설정한다.

여기서, 상기 센서 어레이의 0~19 픽셀과 약 481~500 픽셀에 해당하는 지점에서 주위보다 상대적으로 광량이 낮게 검출된 것은, 적외선 센서모듈에서 센싱할 수 있는 화각이 약 96°를 넘는데 비해 실제 표시 패널 상에서는 90°내의 측정 각도에서만 터치 여부가 검출되고, 90°를 넘는 화각은 인접한 재귀 반사판 및 이에 부착된 가이드 구조물에서 가려지는 부분이기 때문에, 이 부위에서 정확한 광량이 센싱되지 않는 것이다.

이 때, 광량이 센싱될 수 있는 0~90°의 화각을 유효 시야각(effective viewing angle)이라고 한다. 적외선 센서모듈의 공차에 따라 상기 유효 시야각의 스타트 포인트(start point)과 엔드 포인트(end point)은 변경될 수 있으며, 이는 센서 어레이의 0 픽셀 부근과 500 픽셀 부근에서 주변과 다른 광량이 나타나는 지점을 찾아 유효 시야각의 스타트 포인트와 엔드 포인트를 설정할 수 있다. 여기서, 스타트 포인트와 엔드 포인트 사이의 픽셀들에 대해 0~90° 사이의 측정 각도에 매핑(mapping)시킨다. 이러한 매핑을 수광부의 픽셀과 해당 각도를 연관(correlation)시키는 작업이라고도 한다.

상기 수광부의 스타트 포인트 이전과 엔드 포인트 이후는 적외선 센서모듈 자체로는 광량을 검출할 수 있는 화각 영역대이긴 하나, 실제 가이드 구조물에 의해 가려지는 부위로, 광량의 검출 유효 값에서 제외하여 판단한다.

한편, 본 발명의 광학식 터치 입력 장치의 구성을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 광학식 터치 입력 장치를 나타낸 단면도이다.

도 3은 일 실시예에 따라 도 1의 B-D 선상을 자른 단면에 따른 광학식 터치 입력 장치를 나타낸 것이다.

상기 적외선 센서모듈(200)은 도 3과 같이, 적외선 LED와 같은 적외선 발광부(220)와, 센서 어레이와 같은 적외선 수광부(225)를 함께 갖는 광학 모듈로, 적외선 수발광을 모두 수행할 수 있다. 또한, 상기 적외선 센서모듈(200)과 재귀 반사판(300)을 상기 표시 패널(100)의 가장자리 상측에서 위치하도록 케이스 탑(180) 내측에 배치함으로써, 수광(sensing)과 발광(emitting)이 간섭없이 이루어질 수 있게 된다. 또한, 터치 여부를 센싱하기 위해 적외선 광이 수광 및 발광되고 있으므로, 상기 표시 패널(100)로부터 나오는 가시 광에 영향을 미치지 않게 되어, 영상 표시에도 제한이 없게 된다.

여기서, 상기 적외선 수광부(225)는 복수개의 센서를 포함하는 라인 센서 어레이로 PCB 상에 직접되어 배치될 수 있으며, 상기 PCB는 FPC(Flexible Printed Cable)(미도시) 등을 통해 터치 제어부(미도시) 측과 직접 연결되어 형성된다. 이 경우, 상기 적외선 센서모듈(200)의 제어는 터치 제어부에서 직접 이루어진다. 그리고, 상기 FPC는 상기 적외선 센서모듈(200)의 후면쪽에서 접혀져 상기 케이스 탑(180)의 측면에 양면 테이프(미도시)를 개재하여 접착된다.

또한, 상기 적외선 센서모듈(200)은 터치시 상기 재귀 반사판(300)에서 반사된 반사광 또는 터치 물체(손이나 펜 등의 입력 수단)의 상기 터치 지점에서 상기 적외선 센서모듈에서 출사된 광이나 반사광이 차단되는 것을 감지하여, 이를 터치 제어부(미도시)에서 분석하여, 터치여부와 터치 위치를 검출하는 것이다.

여기서, 상기 적외선 센서모듈(200)은 경우에 따라, 적외선 수발광을 함께 수행하는 다른 적외선 수발광 수단으로 대체될 수도 있을 것이다.

한편, 상기 표시 패널(100)은 액정 패널, 유기 발광 표시 패널, 플라즈마 표시 패널, 전기 영동 표시 패널 등으로 적용할 수 있을 것이다. 도시된 도 3의 예에서는 액정 패널을 근거하여 도시하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 상기 표시 패널(100)이 액정 패널일 때는, 서로 액정층(미도시)을 사이에 끼워 서로 대향된 제 1 기판(110) 및 제 2 기판(120)과, 상기 제 1 기판(110)과 제 2 기판(120) 각각의 배면에 형성된 제 1 편광판(131) 및 제 2 편광판(132)을 포함하여 이루어진다.

그리고, 상기 액정 패널(100)은 그 하부에 백라이트 유닛(190)이 위치하며, 상기 백라이트 유닛(190)과 액정 패널(100) 및 가이드 구조물(170)을 지지하도록 서포트 메인(160)이 형성되며, 상기 백라이트 유닛(190)과 상기 서포트 메인(160) 등을 수납하도록 커버 바텀(350)이 형성되어 있다.

또한, 상기 가이드 구조물(170), 재귀 반사판(300), 적외선 센서모듈(200) 및 재귀 반사판(300)을 가리도록 케이스 탑(180)이 형성된다. 이 경우, 상기 케이스 탑(180)은 상기 커버 바텀(350)을 측면에서 덮어씌우도록 형성되며, 여기서, 케이싱 기능을 담당하는 케이스 탑(180)과 커버 바텀(350)을 케이싱 구조물이라 한다.

그리고, 상기 가이드 구조물(170)은 그 하부가 상기 재귀 반사판(300)을 받치도록 표시 패널(100)을 상부쪽으로 돌출되어 형성될 수 있으며, 재귀 반사판(300)과 상기 가이드 구조물(170)과의 결합을 더 공고히 할 수 있다.

이와 같이, 상기 케이스 탑(180)에 의해 적외선 센서모듈(200)과, 재귀반사판(300) 및 가이드 구조물(170) 등의 광학식 터치 검출을 위한 구성요소는 모두 가려지게 되어, 외관상에서 이들이 드러나지 않고, 또한, 상기 케이스 탑의 내측에 의해 상기 광학식 터치 검출을 위한 구성 요소가 가려지게 된다.

광학식 터치 입력 기능이 없는 구조에 있어서도 케이스 탑(180)이 액정 패널과 이격 간격을 구비하여 배치된 점을 고려하면, 표시 장치 내에서 상기 광학식 터치 입력 기능을 갖는 구성 요소를 높이 증가 없이 내장할 수 있어 광학식 터치 입력 장치에 있어서, 슬림화를 꾀할 수 있다.

한편, 상기 재귀 반사판(300)은 재귀 반사층(retro-reflector layer)(303)과, 상기 재귀 반사층(303)의 하면 및 상면에 각각 형성된 제 1 접착층(302), 제 2 접착층(304)과, 상기 제 1 접착층(302) 상의 제 1 광학 필터(301)로 이루어진다. 여기서, 상기 재귀 반사층(303)의 프리즘 산의 꼭지점은 가이드 구조물(170)을 향하는 방향으로 배치된다.

또한, 상기 재귀 반사판(300)은 자신의 제 2 접착층(304)을 통해 가이드 구조물(170)의 안측면에 부착된 것으로, 상기 코너의 적외선 센서모듈(200)들에 인접하여 형성된다.

또한, 상기 재귀 반사층(303)은 일종의 광각이 0°에서 65°의 입사각에 좋은 효율을 보이는 큐브 코너(cube-corner) 구조의 입방체로 이루어지는 것으로, 일종의 마이크로 프리즘(micro prism)이 연속적으로 형성된 형상으로 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 제 1 광학 필터(301)는, 약 700nm 이상의 파장을 갖는 적외선만을 투과시키는 성질을 갖는 광학 필터이다. 이 때, 광학 필터는 아크릴계 수지로 이루어질 수 있다. 예를 들어, PMMA(Poly Methyl methacrylate) 또는 폴리카보네이트(Polycarbonate)를 이용할 수 있다.

이 경우, 상기 제 1 광학 필터(301)는, 적외선만을 투과시키기 위해, 가시광 흡수 특성을 갖도록 색상을 검게 하여 형성할 수도 있다. 혹은 상기 광학 필터는 글래스(glass) 성분을 포함하여 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 재귀 반사판(300)은 상기 적외선 센서모듈(200)로부터 입사된 광을 효율이 높게 다시 반사시켜 주는 기능을 한다.

한편, 상기 재귀 반사판(300)은 표시 패널(100)의 가장자리의 네변에 대응되어 표시 패널(100) 상에 형성되어, 상기 재귀 반사판(300)은 가이드 구조물(170)에 측부에 부착된다. 이 경우, 표시 패널(100)의 코너 상측에 대응되어 형성된 적외선 센서모듈(200)과 상기 재귀 반사판(300)을 포함한 가이드 구조물(170)은 동일 평면상에 위치한다.

도 4는 본 발명의 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법을 나타낸 플로우차트이며, 도 5는 도 4에서 이용되는 터치 컨트롤러를 나타낸 블럭도이다.

본 발명의 공통적으로 적용하는 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법은, 표시 패널의 2 내지 4 코너에 대응되어 적외선 센서모듈이 배치된 경우에 대응되는 것으로, 다음의 순서로 이루어진다.

광학식 터치 입력 장치는, 각각 발광부와 수광부를 구비하며, 표시 패널의 두 개 이상의 코너에 배치된 적외선 센서모듈과, 상기 표시 패널의 가장자리에 재귀 반사판을 구비하여 이루어진다. 그리고, 상기 수광부는 복수개의 픽셀을 라인상 또는 복수개의 행렬의 이차원적 배치로 갖는 센서 어레이를 포함한다.

먼저, 광학식 터치 입력 장치에 파워를 인가한다.

이어, 자동으로 레퍼런스를 설정하기 위해, 발광부를 발광시킨다(S10). 이러한 레퍼런스 설정은 터치 검출 전 짧은 시간내에 이루어지는 것으로, 파워 인가시점과 동시에 이루어지거나 바로 직후에 이루어질 수 있다. 경우에 따라, 사용 중 메뉴 선택에 따라 사용자의 임의적 조정으로 발광이 이루어질 수도 있다. 여기서, 상기 발광부 발광에 의해 재귀 반사판으로 광이 입사되며, 다시 반사되어 상기 수광부로 입사된다.

이러한 발광부의 발광은, 각 적외선 센서모듈의 발광부를 서로 다른 시점에 온시켜 발광시킬 수도 있고, 혹은 각 적외선 센서모듈의 발광부를 동시에 온시켜 발광과 동시에 광량 센싱도 수행할 수도 있다. 여기서 발광은 센싱을 수행하는 적외선 센서모듈 내의 발광부를 제외하여 이루어질 수 있다.

이어, 상기 적외선 센서모듈의 수광부는 재귀 반사판으로부터 나온 광량을 센싱한다(S20). 여기서, 상술한 적외선 센서모듈의 수광부의 센싱은 서로 다른 수광부에서, 서로 다른 시점에 이루어지게 수행할 수 있다. 이 경우, 제 1 내지 제 3 적외선 센서(도 1의 200a 내지 200c 참조)에 대해 순차로 진행할 수 있을 것이다.

이어, 상기 수광부에서 수광된 광량은 픽셀별 터치 제어부(500) 내의 ADC(510)에서 디지털 광량 신호로 변환된다(S30).

이어, 재귀 반사효율이 최대인 재귀 반사판으로의 입사각이 0도인 지점에 대응된 픽셀을 검출한다 (S40).

상기 검출된 수광부의 픽셀을 스타트 포인트와 엔드 포인트로 설정하고, 이를 레퍼런스 포인트로 설정한다(S50). 이러한 스타트 포인트와 엔드 포인트에 해당하는 레퍼런스 포인트는 픽셀들 중 약 10개 내지 100개 연속된 초기 블럭과 종기 블럭에 대해 찾는다.

한편, 상기 레퍼런스 포인트 설정은 상기 초기 블럭과 종기 블럭의 인접한 픽셀들간 광량 기울기 측정은 2개 내지 5개 픽셀을 하나의 단위로 하여, 상기 단위 내 최초 픽셀과 마지막 픽셀 사이의 기울기를 측정하는 방법으로 이루어진다.

이어, 노이즈 발생 여부를 판단(S60)하여, 노이즈 미발생시 상기 스타트 포인트 및 엔드 포인트 사이를 유효 센싱 영역으로 설정하여, 이를 적외선 센서모듈의 실제 유효 센싱 영역(RIO 영역)으로 설정하여, 레퍼런스 포인트의 자동 보정을 완료한다(S90).

상기 레퍼런스 포인트를 기준으로 상기 광량이 센싱된 적외선 센서모듈의 유효 시야각(Effective Viewing Angle)을 설정한다.

여기서, 상기 레퍼런스 포인트를 기준으로 상기 광량이 센싱된 적외선 센서모듈의 유효 시야각 설정은, 상기 레퍼런스 포인트로 설정된 픽셀에, 광량을 센싱한 적외선 센서모듈의 타 코너에 상당한 시야각을 부여하는 것이다. 특히, 광량을 센싱한 적외선 센서모듈의 인접한 양 코너에 각각 0°와 90°에 상당한 시야각을 부여할 수 있다.

한편, 상기 50S의 단계의 레퍼런스 포인트 설정은, 픽셀별 광량의 수집 특성에서, 기울기가 절대 값에 가깝게 광량 상승이나 하강이 보이는 픽셀을 찾는 것이다.

만일, 레퍼런스 포인트 설정 단계에서, 기울기가 급격히 변하는 영역을 찾지 못할 경우는 이러한 픽셀들의 블럭을 노이즈로 판단한다(S60). 이러한 노이즈 판단은 연산량을 늘릴 수 있으므로, 초기 블럭과 종기 블럭에서만 수행하는 것이 바람직하다.

노이즈를 제거하는 단계는 상기 수광부의 초기 블럭 및 종기 블럭에서 인접한 픽셀들에서 측정되는 광량의 기울기가 다크 레벨과 만나지 않는 픽셀들에 대한 광량을 노이즈로 판단한 후, 이들 픽셀들에서 센싱된 값을 제거한다(S70).

그리고, 노이즈가 발생한 픽셀들의 블럭에 대해서는 레퍼런스 포인트를 재설정한다(S80). 즉, 이 때 광량 기울기 측정은 2개 내지 5개의 인접한 픽셀들 중 처음 픽셀 마지막 픽셀의 광량 값을 가상의 선으로 연결하여 이루어진다.

이 경우, 레퍼런스 포인트는 상기 인접한 픽셀간 광량의 기울기를 연장하여 상기 다크 레벨과 만나는 지점의 픽셀로 설정한다.

여기서, S70 및 S80 단계는 노이즈가 발생되었을 경우에 한하여 진행하는 것으로, 재귀 반사판이 평탄도가 영역별로 고르고 그 반사효율이 이상적인 경우 이 단계는 생략할 수 있다.

이러한 노이즈 제거 및 이에 따른 재설정된 레퍼런스 포인트가 있으면, 이를 근거로 하여 다시 ROI 영역을 설정한다(S90).

한편, 상술한 20S에서 90S의 단계는, 표시 패널의 코너에 위치한 상기 복수개의 적외선 센서모듈에서 순차적으로 이루어질 수 있다.

상기 노이즈 제거와, 레퍼런스 포인트 재설정의 구체적 기술은 후술한다.

도 5와 같이, 본 발명의 광학식 터치 입력 장치의 터치 제어부(500)는 상기 적외선 센서모듈의 수광부로부터 광량을 받아 이를 디지털 광량신호로 전환하는 ADC(521)과, 상기 ADC(521)로부터 디지털 광량신호를 받아 터치 위치를 검출하는 터치 검출부(510)과, 상기 ADC(521)로부터 디지털 광량 신호를 받아 표시 패널의 영역별 재귀 반사 효율의 변화에 근거하여 레퍼런스 포인트를 찾는 레퍼런스 포인트 설정부(520)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 레퍼런스 포인트는 재귀 반사판으로의 입사각이 0°인 지점에 대응하는 픽셀로, 이러한 입사각 0°인 지점이 재귀반사효율이 가장 크며, 센싱된 광량의 기울기 변화가 가장 크게 측정되기 때문에, 이를 레퍼런스 포인트로 설정하는 것이다.

이하에서 본 발명의 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법에서 이용하는 원리를 설명한다.

도 6은 입사각에 대한 재귀반사율을 나타낸 그래프이다.

도 6과 같이, 재귀 반사판은 약 0°의 입사각에서는 거의 100%의 입사율을 보이며, 그 값이 30° 전후를 지나며 값이 떨어지고, 62°에 도달하였을 때는 재귀 반사율이 현저히 떨어짐을 알 수 있다.

도 1의 평면도를 근거로 하여 설명하면, 제 1 적외선 센서모듈(200a)의 입장에서, 코너 B를 향하는 수평라인에서 재귀 반사판으로의 입사각이 0°에 해당하고, 코너 B에서 C를 향할수록 입사각이 점차 증가함을 알 수 있고, 코너 C에 해당라인의 대각선 라인의 전후에서 입사각이 30°에서 60°로 급변한다. 이어, 코너 C를 향하는 대각선 라인과 코너 D를 향하는 수직 라인에서 입사각은 60°에서 0°로 점차 줄어드는 양상을 보인다.

이러한 재귀 반사판의 입사각과 반사효율을 연관하여 고려하면, 수평 라인 및 수직 라인이 각각 입사각이 0°로 가장 반사효율이 좋으며, 코너 C의 부근에서 반사효율이 가장 작음을 예상할 수 있다.

도 7은 본 발명의 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법을 통해 ROI 영역이 설정된 수광부의 픽셀 대응도이다.

도 7과 같이, 각각 코너 B와 코너 D에 대응하여서는 가장 반사효율이 좋으므로, 이를 각각 스타트 포인트, 엔드 포인트에 상당한 레퍼런스 포인트로 설정할 수 있다. 또한, 이러한 스타트 포인트 및 레퍼런트 포인트 사이의 영역이 실제 유효 센싱 영역(ROI)이 되며, 수광부가 센싱하는 0~90°의 유효 화각 중 각각 스타트 포인트는 0°에 해당하는 각도와, 엔드 포인트는 90°에 해당하는 각도를 센싱한다.

도 8a 및 도 8b은 노이즈가 없는 이상적인 경우 수광부의 픽셀에 대응된 광량 특성을 나타낸 분포도이다.

한편, 상술한 본 발명의 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법에 있어서, 노이즈가 없는 이상적인 경우 재귀 반사판의 반사효율에 따라 레퍼런스 포인트 설정이 이루어질 수 있으므로, 도 8a와 같이, 특히, 스타트 포인트, 엔드 포인트에 대응하는 픽셀이 분명하게 관찰된다. 도 8b와 같이, 종기 블럭을 확대하여 관찰하면 475번째 픽셀에서 476번째 픽셀로 갈 때 기울기 변화가 큼을 알 수 있으며, 이에따라, 약 475번째 픽셀이 엔드 포인트에 상당한 레퍼런스 포인트임을 알 수 있다. 설명하지 않았지만, 스타트 포인트도 마찬가지 특성을 나타낸다.

그러나, 재귀 반사판이 갖는 평탄도 불량에 따른 왜곡이나, 발광부로부터 외에 외부에서 들어오는 빛, 재귀 반사판의 성능 불량에 의한 노이즈가 발생할 수 있다.

도 9a 및 도 9b는 노이즈 발생한 경우 수광부의 픽셀에 대응된 광량 특성을 나타낸 분포도이다.

도 9a와 같이, 노이즈가 발생한 경우, 초기 블럭과 종기 블럭에서 광량의 기울기가 절대 값에 가까운 부분이 나타나지 않게 되어 정확한 레퍼런스 포인트를 찾기 힘들다. 도 9b와 같이, 종기 블럭을 확대하면, 470번째 픽셀에서, 480픽셀에서, 완만하게 내려오는 기울기로 광량이 관찰됨을 알 수 있다. 이러한 노이즈가 발생하는 블럭은 초기, 종기 블럭 모두일 수도 있고, 그 중 하나일 수도 있다. 표시 패널의 변들에 설치된 재귀 반사판의 특성에 따라 변경될 수 있는 것이다.

본 발명의 광학식 터치 입력 장치에 있어서는, 하기와 같이, 노이즈가 발생한 블럭에 대해 레퍼런스 포인트를 재설정하는 방법에 관한 것이다.

도 10a 내지 도 10d는 여러가지 경우에 대한 엔드 포인트 형성 영역에 대응된 픽셀에 대한 광량 특성을 나타낸 그래프이다.

먼저 광량이 검출되는 않는다고 하는 다크 레벨(dark level)을 설정한다. 도시된 그래프는 적외선 센서모듈의 수광부에서 아날로그로 센싱된 광량이 ADC에서 디지털 광량 신호로 변환된 것으로, 약 70~100 (디지털 광량 신호의 최고 값이 256이 경우) 세기를 갖는 부분을 다크 레벨로 설정한 것이다.

도 10a와 같이, 2개 내지 5개 픽셀들을 단위로 하여, 단위 내에서 처음 픽셀과 마지막 픽셀의 광량의 기울기를 그린 후 이를 연장하여 다크 레벨과 만나게 하여, 다크 레벨과 만나는 지점의 픽셀을 해당 레퍼런스 포인트로 설정한다. 여기서는 종기 블럭에 대응된 픽셀들을 도시한 것으로, 약 475번째 픽셀이 엔드 포인트데 해당하는 레퍼런스 포인트이다.

여기서 기울기 측정은 기울기가 하향 특성을 나타내는 469~480 픽셀들 사이에서 픽셀들을 하나하나씩 쉬프트하며 2내지 5 픽셀을 단위로 하여, 진행하는데, 가장 기울기가 큰 픽셀을 찾는 것이다. 이 때, 472번째 픽셀을 지나며 기울기가 거의 0인 지점을 지나는 것으로, 이와 같이, 기울기가 0이거나 종기 블럭 내에서 다크 레벨과 만나지 않는 기울기에 해당하는 광량은 레퍼런스 포인트 판단에서 제외한다.

도 10b의 경우는 보다 기울기 하향 특성을 나타내는 지점이 보다 촘촘한 영역에서 광량 특성이 나타난 것으로, 약 472번째 픽셀에서 480번째 픽셀들 사이에서 기울기 특성을 측정한다.

이 경우는 다크 레벨을 약 100으로 판단하여, 인접한 픽셀들간 기울기를 연장하여 다크레벨과 만난 픽셀을 레퍼런스 포인트로 판단한다. 여기서는 476번째 픽셀이 엔드 포인트에 해당하는 레퍼런스 포인트이다.

도 10c의 경우는, 종기 블럭 내에서 기울기가 하향하였다가 다시 상승하는 구간이 있는 것을 나타내는 것으로, 이 경우, 기울기가 상승한 픽셀들에 대해서는 레퍼런스 포인트 판단에서 제외한다. 여기서, 일차적으로 467 내지 480 픽셀들 사이가 노이즈가 발생한 픽셀들의 블럭으로 판단한 것이다.

이 경우, 다크 레벨은 약 90으로 판단한 것으로, 약 470번째 픽셀이 엔드 포인트에 해당하는 레퍼런스 포인트이다.

도 10d의 경우는, 노이즈가 보다 넓은 픽셀들의 블럭에서 발생한 것으로, 약 454 내지 475픽셀들 사이에서 기울기를 측정하여 다크 레벨과 만나는 엔드 포인트에 상당한 레퍼런스 포인트를 설정한다.

어느 경우나, 각각의 노이즈가 발생한 블럭에서, 재귀 반사효율이 가장 큰 픽셀 이후, 인접한 픽셀들을 단위로 가장 기울기 변화가 가장 크며, 그 기울기 그래프의 연장선과 다크 레벨과 만나는 픽셀들에 대해 레퍼런스 포인트를 설정한다. 여기서는 약 472번째 픽셀이 엔드 포인트에 상당한 레퍼런스 포인트로 설정된다.

도 11은 본 발명의 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법에 있어서, 노이즈 제거 방법을 나타낸 도면이다.

구체적으로 노이즈 제거는, 도 11과 같이, 2개 내지 5개 픽셀들을 단위로 하여, 단위 내에서 처음 픽셀과 마지막 픽셀의 광량의 기울기를 그린 후 이를 연장하여 다크 레벨과 만나게 하여, 다크 레벨과 만나는 지점의 픽셀을 해당 레퍼런스 포인트로 설정한다. 여기서는 종기 블럭에 대응된 460~ 500 픽셀들의 디지털 변환된 광량신호를 도시한 것으로, 반사효율이 높은 지점에서 최대 기울기로 하강하는 픽셀들에서 최대 기울기의 연장선을 그어 다크 레벨과 만나는 지점의 픽셀을 레퍼런스 포인트로 설정한다.

이와 같은, 본 발명의 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법은, 재귀 반사판의 재귀 반사 효율을 근거로 하여, 그 광량의 기울기 변화에 따라 유효 센싱 영역의 자동 보정을 하여, 사용자의 수동 보정 작업 진행시 발생할 수 있는 휴먼 에러를 배제할 수 있다.

또한, 본 발명의 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법은, 제품 조립 라인에서 보정 작업진행시 작업자가 수행하던 보정을, 자동으로 수행할 수 있어, 생산 시간 역시 줄일 수 있다.

그리고, 조립시나 출하 후 사용자의 사용 단계에서도, 광학식 터치 입력 장치에서 적외선 센서모듈의 틀어짐이 있더라도, 물리적인 보정을 요하지 않아도, 전원 인가 후의 자동적인 보정이 가능하여, 터치 검출의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

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.

100: 표시 패널 170: 가이드 구조물
200: 적외선 센서모듈 300: 재귀 반사판
220: 발광부 225: 수광부

Claims (18)

1. 각각 발광부와 수광부를 구비하며 표시 패널의 두 개 이상의 코너에 배치된 적외선 센서모듈과, 상기 표시 패널의 변들에 재귀 반사판을 갖는 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법은,
   상기 적외선 센서모듈의 발광부를 발광시키는 단계;
   상기 적외선 센서모듈의 수광부가 광을 수광하는 단계; 및
   상기 수광된 광량을 터치 제어부에서 분석하여, 상기 재귀 반사판의 입사각 전환부에 대응되는 상기 수광부의 픽셀을 레퍼런스 포인트로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 재귀 반사판의 입사각 전환부는 입사각이 0° 전후인 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 수광부는 복수개의 픽셀을 라인상으로 갖는 센서 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 수광부는 복수개의 행열로 갖는 복수개의 픽셀을 배치한 센서 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 레퍼런스 포인트를 설정하는 단계는,
   상기 복수개의 픽셀들 중 초기 블럭과 종기 블럭에 대해 인접한 픽셀들의 광량의 기울기를 측정하여, 기울기 변화가 최대값에 해당하는 픽셀을 레퍼런스 포인트로 설정하는 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 초기 블럭과 종기 블럭에서 각각 제 1 레퍼런스 포인트와 제 2 레퍼런스 포인트를 설정한 후, 상기 제 1, 제 2 레퍼런스 포인트를 유효 센싱 영역으로 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법.
7. 제 5항에 있어서,
   상기 초기 블럭과 종기 블럭은 각각 상기 센서 어레이의 최초 픽셀로부터 연속하는 10개 내지 100개의 픽셀 및 마지막 픽셀까지 연속하는 10 개 내지 100개 픽셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법.
8. 제 5항에 있어서,
   상기 초기 블럭과 종기 블럭의 인접한 픽셀들간 광량 기울기 측정은 2개 내지 5개 픽셀을 하나의 단위로 하여, 상기 단위 내 최초 픽셀과 마지막 픽셀 사이의 기울기를 측정하는 방법으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법.
9. 제 5항에 있어서,
   상기 레퍼런스 포인트를 설정하는 단계는,
   노이즈를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 노이즈를 제거하는 단계는
    상기 수광부의 초기 블럭 및 종기 블럭에서 인접한 픽셀들에서 측정되는 광량의 기울기가 다크 레벨과 만나지 않는 픽셀들에 대한 광량을 노이즈로 판단하는 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법.
11. 제 9항에 있어서,
    상기 기울기 측정은 2개 내지 5개의 인접한 픽셀들 중 처음 픽셀 마지막 픽셀의 광량 값을 가상의 선으로 연결하여 이루어진 것을 특징으로 하는 터치 입력 장치의 자동 보정 방법.
12. 제 10항에 있어서,
    상기 노이즈를 제거하는 단계 후, 상기 레퍼런스 포인트는 상기 인접한 픽셀간 광량의 기울기를 연장하여 상기 다크 레벨과 만나는 지점의 픽셀로 설정하는 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법.
13. 제 1항에 있어서,
    상기 수광부의 광량 수광 및 레퍼런스 포인트 설정은, 표시 패널의 코너에 위치한 상기 복수개의 적외선 센서모듈에서 순차적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법.
14. 각각 발광부와 수광부를 구비하며 표시 패널의 두 개 이상의 코너에 배치된 적외선 센서모듈과, 상기 표시 패널의 변들에 재귀 반사판을 갖는 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법은,
    상기 발광부를 구동시키는 제 1 단계;
    상기 수광부에 구비된 복수개의 픽셀별로 재귀 반사판으로부터 재귀 반사된 광량을 센싱하는 제 2 단계;
    ADC에서 상기 픽셀별로 광량을 디지털 광량신호로 변환하는 제 3 단계; 및
    상기 디지털 광량 신호의 변화를 픽셀별로 측정하여 재귀 반사 효율이 최대인 지점에 대응된 픽셀을 레퍼런스 포인트로 설정하는 제 4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법.
15. 제 14항에 있어서,
    노이즈가 발생된 픽셀들을 포함한 블럭에 대응하여, 레퍼런스 포인트를 재설정하는 제 5 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법.
16. 제 15항에 있어서,
    상기 제 2 단계 내지 제 5 단계는 상기 적외선 센서모듈의 수광부들에 대해 순차적으로 진행하는 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법.
17. 제 15항에 있어서,
    상기 제 4 단계와 제 5 단계에서 설정된 레퍼런스 포인트에 근거하여 상기 수광부의 픽셀들에 대해 유효 센싱 영역을 설정하는 제 6 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법.
18. 제 15항에 있어서,
    상기 제 5 단계에서, 상기 노이즈가 발생한 픽셀들의 블럭에서 인접한 픽셀간 광량의 기울기를 연장하여 다크 레벨과 만나는 지점의 픽셀로 레퍼런스 포인트를 재설정하는 것을 특징으로 하는 광학식 터치 입력 장치의 자동 보정 방법.

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