特許 5843438 センシングアレイを用いたマルチタッチおよび近接するオブジェクトセンシング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5843438

(24)【登録日】2015年11月27日

(45)【発行日】2016年1月13日

(54)【発明の名称】センシングアレイを用いたマルチタッチおよび近接するオブジェクトセンシング装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/042 20060101AFI20151217BHJP

   G06F 3/041 20060101ALI20151217BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/042 L

   G06F3/042 471

   G06F3/041 580

【請求項の数】15

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2010-253937(P2010-253937)

(22)【出願日】2010年11月12日

(65)【公開番号】特開2011-108236(P2011-108236A)

(43)【公開日】2011年6月2日

【審査請求日】2013年7月17日

(31)【優先権主張番号】10-2009-0109734

(32)【優先日】2009年11月13日

(33)【優先権主張国】KR

(31)【優先権主張番号】10-2010-0074599

(32)【優先日】2010年8月2日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】390019839

【氏名又は名称】三星電子株式会社

【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100091214

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 進介

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(72)【発明者】

【氏名】李 權 柱

(72)【発明者】

【氏名】崔 昌 圭

(72)【発明者】

【氏名】韓 在 濬

(72)【発明者】

【氏名】朴 斗 植

【審査官】 上嶋 裕樹

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００８／０１７０７７（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 国際公開第２００７／０１３２７２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−１４０２５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２４１８０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２６９５７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０７０１９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／１１０９５１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｆ １／１３３−１／１３３４

１／１３３９−１／１３４１

１／１３４７

Ｇ０６Ｆ ３／０１

３／０３−３／０４８２

３／０４８５

３／０４８７−３／０４８９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

タッチ可能な表面上に映像を表示するディスプレイと、
前記ディスプレイの下部に位置し、非可視光が投射される拡散板と、
前記拡散板の上部に位置し、非可視光を放射する非可視光源と、
前記拡散板の下部に位置し、前記拡散板に可視光を放射する可視光源と、
前記拡散板の下部に位置し、前記拡散板に投射される非可視光をセンシングして映像データを取得するセンシングアレイと、
前記拡散板に投射された可視光の量を選択的に調節する制御部と、
を含み、
前記拡散板及び前記可視光源により前記ディスプレイのバックライトユニットが構成され、
前記制御部は、前記非可視光がセンシングされた前記映像データに基づいて前記可視光源をオン／オフするか、あるいは前記可視光源の光量を制御する、
ことを特徴とするセンシング装置。

【請求項2】

前記センシングアレイは、前記タッチ可能な表面の上部から一定の距離離隔して位置するオブジェクト、または前記タッチ可能な表面をタッチしたオブジェクトをセンシングし、前記表示された映像は前記オブジェクトのセンシングによって変更されることを特徴とする請求項１に記載のセンシング装置。

【請求項3】

前記タッチ可能な表面の上部から一定の距離離隔して位置するオブジェクトがセンシングされた場合、前記表示された映像の一部は、前記タッチ可能な表面上に前記オブジェクトが接近した前記タッチ可能な表面の一部に対応して変更されることを特徴とする請求項１に記載のセンシング装置。

【請求項4】

前記表示された映像の一部は、前記表示された映像の一部の明るさ制御に基づいて変更され、前記明るさ制御は、前記拡散板に投射された可視光量を調節することによって変更されることを特徴とする請求項３に記載のセンシング装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記タッチの強度に基づいて前記タッチされた領域に対応する可視光の量を制御することを特徴とする請求項２に記載のセンシング装置。

【請求項6】

前記拡散板の上部に位置して、前記非可視光源から放射された非可視光を全反射させる光ガイドをさらに含み、
前記非可視光源は、
前記光ガイドの内部または前記オブジェクトに非可視光を放射する請求項２に記載のセンシング装置。

【請求項7】

前記オブジェクトは、
前記拡散板の上部または前記拡散板の上部から一定の距離を離して位置し、
前記センシングアレイは、
前記オブジェクトによって反射された非可視光をセンシングする請求項２に記載のセンシング装置。

【請求項8】

前記センシングアレイは、
前記非可視光源から放射された非可視光が前記光ガイドの内部で全反射される時、前記オブジェクトによって全反射が妨げられた位置をセンシングする請求項６に記載のセンシング装置。

【請求項9】

前記非可視光源は、
前記拡散板から一定の距離だけ離隔しながら、タッチ映像をセンシングするための非可視光を前記拡散板に放射する請求項１に記載のセンシング装置。

【請求項10】

前記非可視光源は、
前記拡散板に垂直に非可視光を放射するか、または前記拡散板と一定の角度をなして放射する請求項９に記載のセンシング装置。

【請求項11】

前記可視光源は、
前記拡散板に対して垂直に下部に位置して、前記拡散板に直接可視光を放射する請求項１に記載のセンシング装置。

【請求項12】

前記可視光源は、
前記拡散板に対して下部の端に位置して、ウェーブガイドを介して可視光を反射させて前記拡散板に可視光を放射する請求項１に記載のセンシング装置。

【請求項13】

前記センシングアレイは、
前記拡散板に投射される非可視光をセンシングしてポインティングされる前記非可視光源の座標を検出する請求項１に記載のセンシング装置。

【請求項14】

前記センシングアレイは、
前記オブジェクトによって非可視光が遮られて前記拡散板の内部に発生する影の位置を検出する請求項２に記載のセンシング装置。

【請求項15】

前記センシングアレイは、前記のタッチ可能な表面の１または２次元以上の座標による非可視光の強度を測定するために、センサが２次元マトリックス形態に配置されることを特徴とする請求項１に記載のセンシング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

センシングアレイを用いてタッチ映像または目標映像をセンシングすることのできるマルチタッチセンシング装置に関する。

【背景技術】

【0002】

最近ディスプレイ技術が発展するに伴ない、ディスプレイをタッチするオブジェクトの位置を識別する技術に関心が高まっている。タッチやスケッチに反応するディスプレイを実現するにあたり、平面の白色光（Ｗｈｉｔｅ Ｌｉｇｈｔ）を提供するバックライトユニットに取付けられた既存のＬＣＤディスプレイにタッチセンサを結合すると、平面光の不均一性が生ずる可能性がある。

【0003】

従来では、ＬＣＤディスプレイの上段に位置するオブジェクトをセンシングするために拡散板を除去してＩＲセンサを備える構造が提案された。このような構造の場合、ＩＰ光源の経路は確保されるが、ＬＣＤディスプレイから出力される映像の品質が低下し、ＬＣＤディスプレイの下段に存在するタッチセンサまで露出するという問題点があった。

【0004】

したがって、高品質の映像を出力しながらも、オブジェクトのタッチおよびオブジェクトの形態を検出するための光源の位置をさまざまに変化することのできるタッチおよび近接するオブジェクトセンシング装置が求められる。また、ユーザがタッチできるディスプレイパネルが携帯用機器に用いられることにより、タッチセンシング装置の厚さを減少させられる構造も求められる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、上述した問題点を解決するためのものであり、センシングアレイを用いたマルチタッチセンシング装置および近接オブジェクトを用いたセンシング装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

センシング装置は、非可視光が投射される拡散板と、拡散板下部に位置して拡散板に可視光を放射する可視光源と、拡散板下部に位置して拡散板に投射される非可視光をセンシングするセンシングアレイとを含んでもよい。

【0007】

また、拡散板上部に位置して、オブジェクトによって発生されるタッチ映像または目標映像をセンシングするための前記非可視光を放射する非可視光源をさらに含んでもよい。

【0008】

また、拡散板上部に位置して、非可視光源から放射された非可視光を全反射させる光ガイドをさらに含んでもよい。この時、非可視光源は、光ガイド内部またはオブジェクトに非可視光を放射してもよい。ここで、オブジェクトは、光ガイドの上部または光ガイドの上部から一定の距離を離して位置してもよい。それにより、センシングアレイは、オブジェクトによって反射された非可視光をセンシングしてもよい。

【0009】

また、センシングアレイは、非可視光源から放射された非可視光が光ガイド内部で全反射される時、オブジェクトによって全反射が妨げられた位置をセンシングしてもよい。

【0010】

また、非可視光源は、拡散板から一定の距離だけ離隔しながら、タッチ映像をセンシングするための非可視光を拡散板に放射してもよい。この時、非可視光源は、拡散板に垂直に非可視光を放射するか、または拡散板と一定の角度をなして放射してもよい。

【0011】

また、可視光源は、拡散板に対して垂直に下部に位置して、拡散板に直接可視光を放射してもよい。

【0012】

また、可視光源は、拡散板に対して下部の端に位置して、ウェーブガイドを介して可視光を反射させ、拡散板に可視光を放射してもよい。

【0013】

センシング装置は、非可視光が投射される拡散板、および拡散板下部に位置して拡散板に投射される非可視光をセンシングするセンシングアレイを含んでもよい。

【0014】

また、前記拡散板の上部に位置して、オブジェクトによって発生するタッチ映像または目標映像をセンシングするための前記非可視光を放射する非可視光源をさらに含んでもよい。

【0015】

さらに、前記非可視光源は、前記拡散板に垂直に非可視光を放射するか、または前記拡散板と一定の角度をなして放射してもよい。

【0016】

センシング装置は、可視光を放射するＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅｓ）と、前記ＯＬＥＤが配置されたＯＬＥＤパネルと、前記ＯＬＥＤパネルの上部に位置し、前記ＯＬＥパネルに非可視光を放射する非可視光源と、前記ＯＬＥＤが用意されたＯＬＥＤパネルの下部に位置して、前記ＯＬＥＤパネルに投射される非可視光をセンシングするセンシングアレイとを含んでもよい。また、センシング装置は、タッチ可能な表面上に位置する拡散板と、前記拡散板の上部に位置し、非可視光を放射する非可視光源と、前記拡散板の下部に位置し、前記拡散板に可視光を放射する可視光源と、前記拡散板の下部に位置し、前記非可視光をセンシングするセンシングアレイと、前記拡散板に投射された可視光の量を選択的に調節する制御部とを含んでもよい。

【発明の効果】

【0017】

可視光源およびセンシングアレイを拡散板の下部に配置して映像をディスプレイとタッチ映像をセンシングすることにより、マルチタッチセンシング装置の厚さを減少させることができる。

【0018】

また、センシングアレイが拡散板の下部に配置されて可視光源がセンシングアレイに影響を受けないため映像の品質を向上させることができる。

【0019】

また、拡散板の下部に配置された特定個数のセンシングアレイだけでもタッチ映像をセンシングすることができるため、マルチタッチセンシング装置の価格を節減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】非可視光源が端に配置されたマルチタッチおよび近接オブジェクトを用いたセンシング装置を示す図である。

【図2】非可視光源を離して配置したマルチタッチセンシング装置を示す図である。

【図3】非可視光源を離して配置したマルチタッチセンシング装置を示す図である。

【図4】ウェーブガイドを用いたマルチタッチおよび近接オブジェクトを用いたセンシング装置の構成を示す図である。

【図5】ウェーブガイドを用いたマルチタッチセンシング装置の構成を示す図である。

【図6】ウェーブガイドを用いたマルチタッチセンシング装置の構成を示す図である。

【図7】複数の非可視光源を用いるマルチタッチおよび近接オブジェクトを用いたセンシング装置の構成を示す図である。

【図8】複数の非可視光源を用いるマルチタッチおよび近接オブジェクトを用いたセンシング装置の構成を示す図である。

【図9】オブジェクト周囲の非可視光を用いたマルチタッチセンシング装置の構成を示す図である。

【図10】ユーザのタッチに基づいて制御部で可視光源を制御するマルチタッチおよび近接オブジェクトセンシング装置を示す図である。

【図11】ディスプレイパネルとしてＯＬＥＤパネルを用いるマルチタッチセンシング装置を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、添付された図面に記載された内容を参照しながら本発明に係る実施形態を詳細に説明する。ただし、本発明が実施形態によって制限されたり限定されることはない。また、各図面に提示された同一の参照符号は同一の部材を示す。

【0022】

図１は、非可視光源が端に配置されたマルチタッチおよび近接オブジェクトを用いたセンシング装置を示す図である。

【0023】

図１を参照すれば、マルチタッチおよび近接オブジェクトを用いたセンシング装置１００は、ディスプレイパネル１１０、拡散板１２０、可視光源１３０、非可視光源１４０、光ガイド１５０、およびセンシングアレイ１６０を含む。

【0024】

ディスプレイパネル１１０は、マルチタッチセンシング装置１００の上段に配置されて映像を表示する。この時、ディスプレイパネルはＬＣＤパネルとしてもよい。また、ディスプレイパネル１１０として、タッチ可能な表面を通して見えるグラフィック映像を表示することのできるタッチ可能な表面（ｔｏｕｃｈａｂｌｅ ｓｕｒｆａｃｅ）を用いてもよい。

【0025】

拡散板１２０（Ｄｉｆｆｕｓｅｒ）は、ディスプレイパネルの下部に配置され、可視光源１３０から入射される可視光を発散（Ｄｉｆｆｕｓｅ）、拡散（Ｓｐｒｅａｄ Ｏｕｔ）、および散乱（Ｓｃａｔｔｅｒ）させ、平面状の可視光を放射する。この時、拡散板１２０には可視光源１３０または非可視光源１４０で放射された可視光（Ｖｉｓｉｂｌｅ Ｌｉｇｈｔ）または非可視光（Ｉｎｖｉｓｉｂｌｅ Ｌｉｇｈｔ）が入射される。

【0026】

また、拡散板１２０は、可視光源１３０から入射された可視光を平面状に放射することができる。この時、拡散板１２０には入射される光の均一性を維持しながらホットスポット（Ｈｏｔｓｐｏｔ）が除去されるようにパターンが形成される。ここで、ホットスポットは、点光源または線光源を示す可視光源１３０により拡散板１２０の特定の部分に可視光が集中することによって発生する。

【0027】

可視光源１３０は、拡散板１２０に対して垂直に下部に配置されて可視光を放射する。すなわち、可視光源１３０は、拡散板１２０に対して直下型（Ｄｉｒｅｃｔ Ｔｙｐｅ）に配置してもよい。この時、可視光源１３０は、ディスプレイパネル１１０上に映像を表示するための可視光を拡散板１２０に直接放射する。結局、図１は、ディスプレイパネル１１０でバックライトユニットが除去された形態で、拡散板１２０および可視光源１３０がバックライトユニットの機能を行うことができる。バックライトユニットが除去されることによって、マルチタッチセンシング装置１００の厚さを減少させることができる。

【0028】

一例として、可視光源１３０は線光源（ＣＣＦＬ）、点光源（ＬＥＤ）の形態にすることができる。可視光源１３０から放射された可視光は、拡散板１２０を介して平面状の光に変更されることができる。

【0029】

非可視光源１４０は、拡散板１２０の上部に配置されてオブジェクトによって発生されるタッチ映像または目標映像をセンシングするための非可視光を放射する。この時、オブジェクトは、光ガイド１５０の上部または光ガイドの上部から一定の距離を離して位置してもよい。

【0030】

一例として、図１に示すように、非可視光源１４０は光ガイドの上部に近接して位置したオブジェクト８００に非可視光を放射する。また、非可視光は、赤外線（ＩＲ）、または紫外線（ＵＶ）であってもよい。

【0031】

より詳しくは、オブジェクト２００が光ガイド１５０の上部表面に位置する場合、非可視光源１４０はディスプレイパネル１１０の上部表面に位置するオブジェクト２００によってディスプレイパネル１１０の背面に表示されたタッチ映像または目標映像をセンシングするための非可視光を放射する。ここで、目標映像は、ディスプレイパネル１１０の背面に表示される映像のうち光ガイド１５０の上部に近接するオブジェクトによって反射され、オブジェクトの形を有する反射光の位置に該当する映像とすることができる。

【0032】

この時、非可視光源１４０は、ディスプレイパネル１１０の上面に位置する光ガイド１５０内部と、光ガイド１５０の上部から一定の距離が離されたオブジェクト８００に光を放射するための位置に配置される。一例として、非可視光源１４０はディスプレイパネル１１０の上部の端に配置される。

【0033】

光ガイド１５０は、非可視光源１４０から放射された非可視光を全反射（ＴＩＲ：Ｔｏｔａｌ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）させる。一例として、光ガイド１５０は、アクリル、ポリカーボネートプレートなどの透明材質で構成することができる。この時、ユーザの手やスティックなどのオブジェクトがディスプレイパネル１１０の上部に位置する場合、オブジェクトによって光ガイド１５０の内部で発生する全反射は妨げられる（ＦＴＩＲ：Ｆｒｕｓｔｒａｔｅｄ Ｔｏｔａｌ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）。

【0034】

センシングアレイ１６０は、拡散板１２０の下部に配置され、非可視光源１４０から拡散板１２０に投射される非可視光をセンシングする。

【0035】

一例として、オブジェクト２００が光ガイド１５０の上部表面に位置する場合、センシングアレイ１６０は、オブジェクト２００によって反射されて拡散板１２０に投射された非可視光の位置を識別し、識別した位置に対応するタッチ映像をセンシングすることができる。

【0036】

また、オブジェクト８００が光ガイド１５０から一定の距離を離して位置する場合、センシングアレイ１６０はオブジェクト８００によって反射されて拡散板１２０に直接投射または透過する非可視光の位置を識別し、識別した位置に対応する目標映像をセンシングすることができる。

【0037】

一例として、目標映像としては、拡散板１２０に投射または透過するオブジェクトの形の反射光としてもよい。この時、オブジェクトは非可視光源１４０で非可視光がオブジェクトに放射されるように光ガイド１５０に近接して位置してもよい。

【0038】

また、センシングアレイ１６０は、光ガイド１５０で非可視光の全反射が妨げられた位置を識別して、識別した位置に対応するタッチ映像をセンシングする。ここで、センシングアレイ１６０は、非可視光をセンシングすることのできる１つ以上の非可視光センサで構成することができる。

【0039】

この時、非可視光センサは、フォトダイオード、フォトトランジスタとしてもよい。非可視光センサは、センシングアレイ１６０でマトリックス状に配置され、非可視光源１４０から放射される非可視光の光量によって変化する電圧または電流を読み出すことができる。そして、非可視光センサは、読み出した電圧または電流に基づいて２Ｄ座標に係るタッチ映像の非可視光強度（Ｉｎｖｉｓｉｂｌｅ Ｌｉｇｈｔ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）を提供することができる。

【0040】

一例として、図１０に示すように、可視光源１３０は制御情報を用いて制御部１０００によって制御され、選択的にターンオン／オフ（ｔｕｒｎ ｏｎ／ｏｆｆ）できる。また、制御部１０００は可視光の光量を選択的に制御することができる。例を挙げて詳細に説明すれば、可視光の光量は、タッチ可能な表面の２次元座標に対応する可視光源１３０のＬＥＤ位置で変わってもよい。ここで、制御情報は映像データに基づいて予め定義されてもよく、センシングアレイ１６０によって獲得されてもよい。また、制御情報は、光ガイドへのタッチ、拡散板１２０に投射される非可視光の影、および非可視光源１４０の動きを含んでもよい。

【0041】

特に、ユーザが光ガイド１５０のタッチ可能な表面をタッチしたり、またはオブジェクトを用いてユーザが光ガイド１５０のタッチ可能な表面をタッチした場合、制御部１０００は、タッチ強度に基づいてタッチされた領域に対応する可視光の光量を制御してもよい。また、制御部１０００は、タッチ動作に基づいて可視光源１３０を選択的にターンオン／オフすることができる。

【0042】

この時、制御部１０００は、拡散板１２０に投射された非可視光の影または拡散板１２０から一定の距離離隔した非可視光源１４０の動きを用いて可視光源１３０から放射される可視光量を調節することができる。

【0043】

一例として、拡散板１２０の上部でユーザの手またはレーザポインタなどのオブジェクトを上、下、左、右、対角線に動かす場合に可視光量が調節される。すなわち、オブジェクトの動きによってディスプレイパネル１２０に表示される映像の明るさが調節される。

【0044】

これによって、オブジェクトのポインティング位置および動き情報をＬＣＤの情報を制御する装置で送信してユーザ入力装置における機能が実行される。ここで、ＬＣＤの情報を制御する装置をＰＣとしてもよく、ユーザ入力装置をマウス、またはキーボードとしてもよい。

【0045】

この時、映像データは、センシングアレイ１６０がオブジェクトによって反射する非可視光またはオブジェクトの影または拡散板１２０に直接照射される非可視光をセンシングして獲得する。

【0046】

図２および図３は、非可視光源を離して配置したマルチタッチセンシング装置を示す図である。

【0047】

図２を参照すれば、マルチタッチセンシング装置１００は、ディスプレイパネル１１０、拡散板１２０、可視光源１３０、非可視光源１４０、およびセンシングアレイ１６０を含む。

【0048】

ディスプレイパネル１１０は、マルチタッチセンシング装置の上段に配置されて映像を表示する。

【0049】

拡散板１２０は、ディスプレイパネルの下部に配置され、可視光源１３０から放射された可視光を平面状に拡散する。

【0050】

可視光源１３０は、拡散板１２０に対して垂直に下部に配置されて可視光を放射する。すなわち、可視光源１３０は、拡散板１２０に対して直下型とすることができる。この時、可視光源１３０は、ディスプレイパネル１１０上に映像を表示するための可視光を拡散板１２０に直接放射してもよい。

【0051】

非可視光源１４０は、拡散板１２０から一定の距離が離された位置からタッチ映像をセンシングするための非可視光を拡散板１２０に放射する。この時、非可視光源１４０は、図２のように拡散板１２０の上部と垂直に非可視光を放射してもよく、図３のように拡散板１２０の上部と一定の角度をなして非可視光を放射してもよい。一例として、非可視光源１４０は、ランプ、レーザポインタとしてもよい。

【0052】

センシングアレイ１６０は、拡散板１２０の下部に配置され、非可視光源１４０から拡散板１２０に投射される非可視光をセンシングする。

【0053】

一例として、センシングアレイ１６０は、非可視光がオブジェクト２００によって反射されて拡散板１２０に投射された光の位置を識別し、識別された位置に対応するタッチ映像をセンシングする。ここで、センシングアレイ１６０は、図１のセンシングアレイ１６０と同一であるため、重複する説明は省略する。

【0054】

また、センシングアレイ１６０は、拡散板１２０に投射された非可視光をセンシングして非可視光源１４０の座標を取得する。

【0055】

もし、レーザポインタが非可視光源１４０として用いられる場合、センシングアレイ１６０は、拡散板１２０と一定の角度をなして投射された非可視光をセンシングし、レーザポインタからポインティングされる座標を取得する。

【0056】

図４は、ウェーブガイドを用いたマルチタッチおよび近接オブジェクトを用いたセンシング装置の構成を示す図である。図５および図６は、ウェーブガイドを用いたマルチタッチセンシング装置の構成を示す図である。すなわち、図４〜図６は、図１〜図３のマルチタッチセンシング装置のそれぞれにウェーブガイドを追加した図である。以下では、図１〜図３の構成要素と重複する構成要素に対する詳しい説明は省略する。

【0057】

まず、図４を参照すれば、マルチタッチおよび近接オブジェクトを用いたセンシング装置４００は、ディスプレイパネル４１０、拡散板４２０、可視光源４３０、ウェーブガイド４４０、非可視光源４５０、光ガイド４６０、およびセンシングアレイ４７０を含む。

【0058】

ディスプレイパネル４１０は、マルチタッチセンシング装置の上段に配置されて映像を表示する。

【0059】

拡散板４２０は、ディスプレイパネルの下部に配置され、可視光源４３０から放射された可視光を平面状の可視光として放射することができる。

【0060】

可視光源４３０は、拡散板４２０に対して下部の端に配置され、可視光を放射する。一例として、可視光源４３０は、ディスプレイパネル４１０上に映像を表示するための可視光をウェーブガイド４４０を介し拡散板４２０に放射する。この時、可視光源４３０は拡散板４２０に対してエッジ型（ｅｄｇｅ ｔｙｐｅ）に配置される。

【0061】

ウェーブガイド４４０は、拡散板４２０下部に配置され、可視光源４３０から放射された可視光を拡散板４２０に反射させる。一例として、ウェーブガイド４４０には、見て厚さの異なるくさび型（Ｗｅｄｇｅ Ｔｙｐｅ）を用いてもよい。また、厚さが同一の平板型（ｐｌａｔe ｔｙｐｅ）に反射パターンが彫られたウェーブガイド４４０を用いてもよい。これにより、拡散板４２０における放射可視光効率を向上させることができるだけでなく、均一の平面光のために端に位置する光源との距離に応じて反射パターンを異なるように調節することができる。

【0062】

非可視光源４５０は、拡散板４２０の上部に配置されてオブジェクトによって発生するタッチ映像または目標映像をセンシングするための非可視光を放射する。

【0063】

光ガイド４６０は、非可視光源４５０から放射された非可視光を全反射させることができる。

【0064】

センシングアレイ４７０は、ウェーブガイド４４０の下部に配置され、非可視光源４５０から拡散板４２０に投射される非可視光をセンシングする。

【0065】

すなわち、オブジェクト２００が光ガイド４６０の上部表面に位置する場合、センシングアレイ４７０は、非可視光がオブジェクト２００によって反射されて拡散板４２０に投射された光の位置を識別し、識別された位置に対応するタッチ映像をセンシングする。この時、センシングアレイ４７０は光ガイド４６０で非可視光の全反射が妨げられた位置を識別し、識別された位置に対応するタッチ映像をセンシングする。

【0066】

また、オブジェクト８００が光ガイド４６０から一定の距離を離して位置する場合、センシングアレイ４７０はオブジェクトによって反射されて拡散板４２０に直接投射または透過する非可視光の位置を識別し、識別した位置に対応する目標映像をセンシングする。

【0067】

次に、図５および６を参照すれば、マルチタッチセンシング装置４００は、ディスプレイパネル４１０、拡散板４２０、可視光源４３０、ウェーブガイド４４０、非可視光源４５０、およびセンシングアレイ４７０を含む。

【0068】

ディスプレイパネル４１０は、マルチタッチセンシング装置の上段に配置されて映像を表示する。

【0069】

拡散板４２０は、ディスプレイパネルの下部に配置され、可視光源４３０から放射された可視光を内部で発散、散乱して平面状に放射する。

【0070】

可視光源４３０は、拡散板４２０に対して下部の端に配置され、可視光放射する。この時、可視光源４３０は、ウェーブガイド４４０を介して可視光を拡散板４２０に放射する。

【0071】

ウェーブガイド４４０は、拡散板４２０下部に配置され、可視光源４３０から放射された可視光を拡散板４２０に反射させる。それにより、可視光源４３０から放射された可視光は、ウェーブガイド４４０を介して反射し、拡散板４２０に垂直に入射する。すなわち、可視光源４３０は、拡散板４２０に対してエッジ型に配置される。

【0072】

非可視光源４５０は、拡散板４２０から一定の距離が離された位置からタッチ映像または目標映像をセンシングするための非可視光を拡散板４２０に放射する。この時、非可視光源４５０は、図５のように、拡散板４２０の上部と垂直に非可視光を放射してもよく、図６のように、拡散板４２０の上部と一定の角度をなして非可視光を放射してもよい。

【0073】

センシングアレイ４７０は、ウェーブガイド４４０の下部に配置され、非可視光源４５０から拡散板４２０に投射される非可視光をセンシングする。

【0074】

また、センシングアレイ４７０は、拡散板４２０に投射された非可視光をセンシングして非可視光源４５０のポインティング座標を取得する。

【0075】

一例として、非可視光源４５０にレーザポインタが用いられる場合、センシングアレイ４７０は拡散板４２０と一定の角度をなして投射された非可視光をセンシングしてレーザポインタでポインティングされる座標を獲得することができる。

【0076】

他の例として、非可視光源４５０にＬＥＤポインタが用いられる場合、センシングアレイ４７０はＬＥＤポインタから垂直下方に放射され、拡散板４２０に投射された非可視光をセンシングすることによってポインティング座標を獲得することができる。

【0077】

以上では、非可視光源が１つの場合に対して説明したが、図７および８のように、センシングアレイ４７０は複数の非可視光源４５１，４５３を用いてタッチ映像または目標映像、拡散板４２０に投射される非可視光をセンシングしてもよい。すなわち、センシングアレイ４７０は、光ガイド１５０の上部表面または光ガイド４６０の上部と近接して位置したオブジェクトによって反射された光を用いてタッチ映像または目標映像をセンシングしてもよい。このとき、レーザポインタが非可視光源４５０である場合、センシングアレイ４７０はポインティングされる座標を獲得することができる。

【0078】

また、センシングアレイ４７０は、オブジェクト２００によって反射した非可視光以外にオブジェクト２００周囲の非可視光が遮られて発生する影を用いてタッチ映像をセンシングしてもよい。すなわち、図９のように、センシングアレイ４７０は拡散板４２０でオブジェクト２００周囲の非可視光が遮られて発生する影９１０をセンシングしてタッチ映像をセンシングしてもよい。このとき、非可視光源４５０は、ランプおよび太陽光を含んでもよい。

【0079】

以上、拡散板に投射されたタッチ映像または目標映像をセンシングする装置に対して説明したが、本センシング装置は図１１に示すように、ＬＣＤパネルの代わりにＯＬＥＤパネルをディスプレイパネルに用いてもよい。このとき、可視光源としてＯＬＥＤが用いられてもよい。

【0080】

図１１に示すように、センシング装置１１００は、ＯＬＥＤパネル１１１０、可視光源１１４０、光ガイド１１５０、およびセンシングアレイ１１６０を含んでもよい。一例として、可視光源でＯＬＥＤを用いる場合、マルチタッチおよび近接オブジェクトを用いたセンシング装置１１００から拡散板を除去してもよい。それにより、センシングアレイをＯＬＥＤパネルの下部に位置して、ＯＬＥＤパネルに投射される非可視光をセンシングしてもよい。

【0081】

図１１に示すように、センシング装置１１００は、ＯＬＥＤパネル１１１０、可視光源１１４０、光ガイド１１５０、およびセンシングアレイ１１６０を含んでもよい。一例として、ＯＬＥＤを可視光源として用いる場合、拡散板はセンシング装置１１００から除去してもよい。すると、センシングアレイ１１６０は、ＯＬＥＤパネル１１１０の下部に位置し、非可視光源１１４０によってＯＬＥＤパネルに投射される非可視光またはオブジェクト１２００、１８００によってＯＬＥＤパネルに反射された非可視光をセンシングすることができる。

【0082】

これによって、可視光源およびセンシングアレイはタッチ映像をセンシングし、映像を表示するために拡散板の下部に位置してもよい。このように可視光源およびセンシングアレイが拡散板の下部に位置することによって、センシング装置の全体の厚さが減少し得る。

【0083】

また、センシングアレイは、拡散板の下部に位置することによって、可視光源はセンシングアレイによって影響を受けられないことがある。これによって、映像の画質が向上される。

【0084】

また、拡散板下部に位置する予め設定された数のセンシングアレイを用いてタッチ映像をセンシングすることによって、センシング装置の価格をダウンさせることができる。

【0085】

上述したように、本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、該当の技術分野において熟練した当業者にとっては、特許請求の範囲に記載された本発明の思想および領域から逸脱しない範囲内で、本発明を多様に修正および変更させることができることを理解することができるであろう。すなわち、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲に基づいて定められ、発明を実施するための最良の形態により制限されるものではない。

【符号の説明】

【0086】

１１０、４１０ ディスプレイパネル
１２０、４２０ 拡散板
１３０、４３０ 可視光源
１４０、４５０ 非可視光源
１５０、４６０ 光ガイド
１６０、４７０ センシングアレイ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】