光学タッチ式ディスプレイ
【課題】本発明の主な目的は、製造コストが低く、センシティビティーの安定性がよい光学タッチ式ディスプレイを提供することにある。
【解決手段】上記課題を解決するために本発明では、表示パネルと、光源モジュールと、センサーモジュールと、を含む光学タッチ式ディスプレイを提供する。前記表示パネルは、互いに隣接する第一辺と、前記第一辺と隣接する第二辺と、前記第一辺と相対する第三辺と、前記第二辺と相対する第四辺と、を具備する。前記光源モジュールは、前記表示パネルの前記第一辺と第二辺のそばに設置されて、表示パネルの第一辺から入射されて第三辺から射出し、且つ表示パネルの表示面を経過する第一平行光と、表示パネルの第二辺から入射されて第四辺から射出し、且つ表示パネルの表示面を経過する第二平行光と、を提供する。前記センサーモジュールは、前記表示パネルの前記第三辺と前記第四辺のそばに設置されて、前記第一平行光と第二平行光を検出する。
【解決手段】上記課題を解決するために本発明では、表示パネルと、光源モジュールと、センサーモジュールと、を含む光学タッチ式ディスプレイを提供する。前記表示パネルは、互いに隣接する第一辺と、前記第一辺と隣接する第二辺と、前記第一辺と相対する第三辺と、前記第二辺と相対する第四辺と、を具備する。前記光源モジュールは、前記表示パネルの前記第一辺と第二辺のそばに設置されて、表示パネルの第一辺から入射されて第三辺から射出し、且つ表示パネルの表示面を経過する第一平行光と、表示パネルの第二辺から入射されて第四辺から射出し、且つ表示パネルの表示面を経過する第二平行光と、を提供する。前記センサーモジュールは、前記表示パネルの前記第三辺と前記第四辺のそばに設置されて、前記第一平行光と第二平行光を検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチ式ディスプレイに関し、特に光学タッチ式ディスプレイ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｏｕｃｈ Ｄｉｓｐｌａｙ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチディスプレイは、直感的に扱えるので各種の電子装置に広く使われている。例えば、携帯電話、個人用携帯情報端末（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ、ＰＤＡと略称）、デジタルカメラ、音楽プレーヤー、ノートパソコン、全地球測位システム（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ、ＧＰＳと略称）などに広く使われている。
【０００３】
前記タッチディスプレイは、主に表示パネルと、前記表示パネルに積層されるタッチパネルと、を含む。前記表示装置は、入力されるデータに従って数字、文字、イメージなどを表示し、前記タッチパネルは、使用者が手或いは専用の「スタイラス」でチッチする位置の情報を感知する。タッチパネルの種類が多いがよく見られることは抵抗式タッチパネルとコンデンサー式タッチパネルである。前記抵抗式タッチパネルは、センシティビティー（ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ）が悪くて、タッチパネルを押し過ぎてタッチパネルが破損される状況も発生する。前記コンデンサー式タッチパネルは、センシティビティーがよいが、製造コストが高く、静電気により感知が悪くなる欠点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の主な目的は、製造コストが低く、センシティビティーの安定性がよい光学タッチ式ディスプレイを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明では、表示パネルと、光源モジュールと、センサーモジュールと、を含む光学タッチ式ディスプレイを提供する。前記表示パネルは、互いに隣接する第一辺と、前記第一辺と隣接する第二辺と、前記第一辺と相対する第三辺と、前記第二辺と相対する第四辺と、を具備する。前記光源モジュールは、前記表示パネルの前記第一辺と第二辺のそばに設置されて、表示パネルの第一辺から入射されて第三辺から射出し、且つ表示パネルの表示面を経過する第一平行光と、表示パネルの第二辺から入射されて第四辺から射出し、且つ表示パネルの表示面を経過する第二平行光と、を提供する。前記センサーモジュールは、前記表示パネルの前記第三辺と前記第四辺のそばに設置されて、前記第一平行光と第二平行光を検出する。
【０００６】
前記光学タッチ式ディスプレイで、前記センサーモジュールは、前記表示パネルの第三辺のそばに設置されて、前記第一平行光を検出する第一センサーと、前記表示パネルの第四辺のそばに設置されて、前記第二平行光を検出する第二センサーと、を含む。
【０００７】
前記光学タッチ式ディスプレイで、前記センサーモジュールは、前記表示パネルの第三辺のそばに設置されて、前記第一平行光を反射する第一反射素子と、前記表示パネルの第四辺のそばに設置されて、前記第二平行光を反射する第二反射素子と、前記第一反射素子に反射される第一平行光が経過する路線に置かれて、第一平行光を感知する第一センサーと、前記第二反射素子に反射される第二平行光が経過する路線に置かれて、第二平行光を感知する第二センサーと、を含む。前記第一反射素子は、前記表示パネルの第三辺のそばに位置する第一入射面と、前記第一センサーのそばに位置する第一出光面と、前記第一入射面と前記第一出光面に傾斜に連結されている第一反射面と、を含む第一プリズムから構成される。前記第二反射素子は、前記表示パネルの第四辺のそばに位置する第二入射面と、前記第二センサーのそばに位置する第二出光面と、前記第二入射面及び前記第二出光面に傾斜に連結されている第二反射面と、を含む第二プリズムから構成される。前記センサーモジュールは、前記第一反射素子と前記表示パネルの第三辺との間に設置される第一屈折素子と、前記第二反射素子と前記表示パネルの第四辺との間に設置される第二屈折素子とをさらに含む。
【０００８】
前記光学タッチ式ディスプレイで、前記第一屈折素子は、少なくとも１つのプリズムから構成され、且つ前記第一反射素子に接続して設置され、前記第二屈折素子は、少なくとも１つのプリズムから構成され、且つ前記第二反射素子に接続して設置されている。
【０００９】
前記光学タッチ式ディスプレイで、前記センサーモジュールは、前記表示パネルの第三辺のそばに設置されて、前記第一平行光を反射する第一反射素子と、前記表示パネルの第四辺のそばに設置されて、前記第二平行光を反射する第二反射素子と、前記第一反射素子と前記第二反射素子との間で、前記第一平行光と前記第二平行光が経過する路線に設置され、且つ前記第一平行光を検出する第一検出区域と前記第二平行光を検出する第二検出区域を具備するセンサーと、を含む。前記センサーモジュールは、前記第一反射素子と前記表示パネルの第三辺との間に設置される第一屈折素子と、前記第二反射素子と前記表示パネルの第四辺との間に設置される第二屈折素子とをさらに含む。前記センサーモジュールは、前記第一反射素子と第二反射素子との間に設置され、且つ前記第一平行光を第一検出区域へ反射させる第一反射面と、前記第二平行光を第二検出区域へ反射させる第二反射面と、を具備するプリズムをさらに含む。
【００１０】
前記光学タッチ式ディスプレイで、前記第一屈折素子と前記第二屈折素子は、少なくとも１つのプリズムを含む。前記第一平行光と前記第二平行光が赤外線である。前記光源モジュールは、前記表示パネルの第一辺のそばに設置されて、前記第一平行光を射出する前記第一光源と、前記表示パネルの第二辺のそばに設置されて、前記第二平行光を射出する第二光源と、を含む。前記第一光源と第二光源は別々に複数の点光源から構成される。
【００１１】
前記光学タッチ式ディスプレイで、前記光源モジュールは、表示パネルの第一辺のそばに設置される第三反射素子と、前記第三反射素子に反射されて、前記表示パネルの表示面を経過する第一平行光を提供する第一光源と、表示パネルの第二辺のそばに設置される第四反射素子と、前記第四反射素子に反射されて、前記表示パネルの表示面を経過する第二平行光を提供する第二光源と、を含む。
【００１２】
前記光学タッチ式ディスプレイで、前記光源モジュールは、前記第三反射素子と前記表示パネルの第一辺との間に設置される第三屈折素子と、前記第四反射素子と前記表示パネルの第二辺との間に設置される第四屈折素子と、をさらに含む。
【発明の効果】
【００１３】
上述した本発明の光学タッチ式ディスプレイは、センサーモジュールを使って光源モジュールの第一平行光と第二平行光を検出する。即ち、光学タッチ式ディスプレイの使用者が操作物（指、スタイラスなどの）で表示パネルの表示面で操作を実施する場合、前記第一平行光と第二平行光の一部分が前記遮光物に遮光されるので、（遮光される光線が）前記センサーモジュールに到達することができない。前記センサーモジュールは、遮光される前記第一平行光と第二平行光により、前記遮光物の位置を検出し、且つ遮光物の位置した所の機能を実施する。本発明の光学タッチ式ディスプレイは、光学的に指、スタイラスなどの操作物の動作を検出するので、センシティビティー（ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ）が悪い抵抗式タッチパネルの欠点と、静電気により感知が悪くなるコンデンサー式タッチパネルの欠点を避けることができる。即ち、本発明の光学タッチ式ディスプレイの安定性がよい。且つ、従来のコンデンサー式タッチパネルと比較すると、本発明の光学タッチ式ディスプレイは価格が高いコンデンサーを使わないので、製造コストも低下させることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第一実施形態に係る光学タッチ式ディスプレイを示す図である。
【図２】本発明の第二実施形態に係る光学タッチ式ディスプレイを示す図である。
【図３】本発明の第三実施形態に係る光学タッチ式ディスプレイを示す図である。
【図４Ａ】１つのプリズムから構成される屈折素子を使う本発明の光学タッチ式ディスプレイを示す図である。
【図４Ｂ】２つのプリズムから構成される屈折素子を使う本発明の光学タッチ式ディスプレイを示す図である。
【図５】本発明の第四実施形態に係る光学タッチ式ディスプレイを示す図である。
【図６】本発明の第五実施形態に係る光学タッチ式ディスプレイを示す図である。
【図７】本発明の第六実施形態に係る光学タッチ式ディスプレイを示す図である。
【図８】他の構造を有する光源モジュールを使う本発明の光学タッチ式ディスプレイを示す図である。
【図９】図８と違う構造を有する光源モジュールを使う光学タッチ式ディスプレイを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明の第一実施形態に係る光学タッチ式ディスプレイを示す図である。図１に示す光学タッチ式ディスプレイ１００は、表示パネル１１０と、光源モジュール１２０と、センサーモジュール１３０と、を含む。前記表示パネル１１０は、第一辺１１２と、前記第一辺１１２と隣接する第二辺１１４と、前記第一辺１１２と相対する第三辺１１６と、前記第二辺１１４と相対する第四辺１１８と、を含む。前記光源モジュール１２０は、前記表示パネル１１０の前記第一辺１１２と前記第二辺１１４のそばに設置されている。前記光源モジュール１２０は、前記表示パネル１１０の表示面１１９に第一平行光１２３と第二平行光１２５を提供する。前記第一平行光１２３は、前記表示パネル１１０の前記第一辺１１２に入射されて、第三辺１１６から射出する。前記第二平行光１２３は、前記前記表示パネル１１０の前記第二辺１１４に入射されて、第四辺１１８から射出する。前記センサーモジュール１３０は、前記表示パネル１１０の前記第三辺１１６と前記第四辺１１８のそばに設置されて、前記第一平行光１２３と第二平行光１２５を検出する。
【００１６】
前記光学タッチ式ディスプレイ１００で、前記表示パネル１１０は、液晶表示パネル（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ、ＬＣＤ ｐａｎｅｌと略称）、電気泳動表示パネル（ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ、ＥＰＤ ｐａｎｅｌと略称）、プラズマ表示パネル（ｐｌａｓｍａ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ、 ＰＤＰと略称）或いは有機電界発光表示パネル（ｏｒｇａｎｉｃ ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｅｎｃｅ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ、 ＯＥＬＤ ｐａｎｅｌと略称）等から構成される。前記光源モジュール１２０は、第一光源１２２と第二光源１２４を含む。本実施形態で、前記第一光源１２２と第二光源１２４は、棒状のランプである。前記第一光源１２２は、前記表示パネル１１０の第一辺１１２のそばに設置されて、上述した第一平行光１２３を射出する。前記第二光源１２４は、前記表示パネル１１０の第二辺１１４のそばに設置されて、上述した第二平行光１２５を射出する。
【００１７】
前記第一平行光１２３と前記第二平行光１２５は、例えば赤外線である。前記第一光源１２２と第二光源１２４は、別々に第一光源１２２及び第二光源１２４の長手方向に配列される複数の点光源（図に示さない）を含む。前記点光源は、発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ、ＬＥＤと略称）、レーザーダイオード（ｌａｓｅｒ ｄｉｏｄｅ、ＬＤと略称）或いは他の光源から構成される。前記センサーモジュール１３０は、第一センサー１３２と第二センサー１３４を含む。前記第一センサー１３２は、前記表示パネル１１０の第三辺１１６のそばに設置されて、前記第一平行光１２３を検出する。前記第二センサー１３４は、前記表示パネル１１０の第四辺１１６のそばに設置されて、前記第二平行光１２５を検出する。前記第一センサー１３２と第二センサー１３４は、相補型金属酸化膜半導体イメージ検出素子（ＣＭＯＳ ｉｍａｇｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）、電荷結合素子（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ、ＣＣＤと略称）或いは他のセンサー素子から構成される。
【００１８】
前記表示パネル１１０の表示面１１９に操作物（指、スタイラスなどの遮光物）がない場合、前記第一平行光１２３の全体が前記第一センサー１３２の検出面１３３に到達でき、前記第二平行光１２５の全体も前記第二センサー１３４の検出面１３５に到達することができる。前記表示パネル１１０の表示面１１９で操作を実施する場合、前記第一平行光１２３と第二平行光１２５の一部分が指、スタイラスなどの遮光物５０に遮光されるので、遮光される光線が前記第一センサー１３２と前記第二センサー１３４に到達することができない。前記センサーモジュール１３０は、前記第一平行光１２３の一部分が前記遮光物５０に遮光されて前記第一センサー１３２が感知できないことにより、前記表示パネル１１０の表示面１１９での前記遮光物５０のＸ軸位置を検出する一方、前記第二平行光１２５の一部分が前記遮光物５０に遮光されて前記第二センサー１３４が感知できないことにより、前記表示パネル１１０の表示面１１９での前記遮光物５０のＹ軸位置を検出する。即ち、前記センサーモジュール１３０は、前記第一平行光１２３と第二平行光１２５が遮光されることに根拠して、指、スタイラスなどの遮光物５０の位置を検出する。且つ、前記センサーモジュール１３０が検出した遮光物５０の位置に従って、対応する操作を実施する。
【００１９】
上述したように本発明の光学タッチ式ディスプレイ１００は、光学的に指、スタイラスなどの操作物の動作を検出するので、センシティビティー（ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ）が悪い抵抗式タッチパネルの欠点と、静電気により感知が悪くなるコンデンサー式タッチパネルの欠点を避けることができる。即ち、本発明の光学タッチ式ディスプレイ１００の安定性がよい。且つ、従来のコンデンサー式タッチパネルと比較すると、本発明の光学タッチ式ディスプレイ１００は価格が高いコンデンサーを使わないので製造コストを低下させる利点がある。
【００２０】
図２は、本発明の第二実施形態に係る光学タッチ式ディスプレイを示す図である。図２に示す光学タッチ式ディスプレイ１００ａと図１に示す光学タッチ式ディスプレイ１００が違う所はセンサーモジュールである。前記光学タッチ式ディスプレイ１００ａのセンサーモジュール１３０ａは、第一センサー１３２と第二センサー１３４を含むばかりでなく、第一反射素子１３６と第二反射素子１３８をさらに含む。前記第一反射素子１３６は、表示パネル１１０の第三辺１１６のそばに設置されて、第一平行光１２３を反射する。前記第二反射素子１３８は、表示パネル１１０の第四辺１１８のそばに設置されて、第二平行光１２５を反射する。前記第一センサー１３２は、前記第一反射素子１３６に反射される第一平行光１２３を感知するように、前記第一反射素子１３６のそばに置かれている。即ち、反射される第一平行光１２３が経過する路線に置かれている。前記第二センサー１３４は、前記第二反射素子１３８に反射される第二平行光１２５を感知するように、前記第二反射素子１３８のそばに置かれている。即ち、反射される第二平行光１２５が経過する路線に置かれている。
【００２１】
前記第一反射素子１３６は、第一入射面１３６ａと、第一反射面１３６ｂと、第一出光面１３６ｃと、を含む第一プリズムから構成される。前記第一入射面１３６ａは、前記表示パネル１１０の第三辺１１６のそばに位置し、前記第一出光面１３６ｃは、前記第一センサー１３２のそばに位置している。前記第一反射面１３６ｂは、前記第一入射面１３６ａ及び第一出光面１３６ｃと三角形を構成するように、第一入射面１３６ａ及び第一出光面１３６ｃに傾斜に連結されている。前記第一平行光１２３は、前記第一入射面１３６ａから前記第一反射素子１３６に入り、前記第一反射面１３６ｂに反射されて、前記第一出光面１３６ｃから出る。前記第一出光面１３６ｃから出る前記第一平行光１２３は、前記第一センサー１３２に入射される。
【００２２】
前記第二反射素子１３８は、第二入射面１３８ａと、第二反射面１３８ｂと、第二出光面１３８ｃと、を含む第二プリズムから構成される。前記第二入射面１３８ａは、前記表示パネル１１０の第四辺１１８のそばに位置し、前記第二出光面１３８ｃは、前記第二センサー１３４のそばに位置している。前記第二反射面１３８ｂは、前記第二入射面１３８ａ及び第二出光面１３８ｃと三角形を構成するように、第二入射面１３８ａ及び第二出光面１３８ｃに傾斜に連結されている。前記第二平行光１２３は、前記第二入射面１３８ａから前記第二反射素子１３８に入り、前記第二反射面１３８ｂに反射されて、前記第二出光面１３８ｃから出る。前記第二出光面１３８ｃから出る第二平行光１２３は、前記第二センサー１３４に入射される。
【００２３】
第二実施形態の光学タッチ式ディスプレイ１００ａと第一実施形態の光学タッチ式ディスプレイ１００の作動原理及び発明効果が同じので、これで再度説明しない。本発明で、前記第一反射素子１３６と前記第二反射素子１３８の設置角度に対して限定しない。且つ、第一入射面１３６ａ、第一反射面１３６ｂ、第一出光面１３６ｃの間の設置角度と、第二入射面１３８ａ、第二反射面１３８ｂ、第二出光面１３８ｃの間の設置角度に対しても限定しない。前記設置角度は、発明の属する通常の知識を有する者がスネルの法則（Ｓｎｅｌｌ’ｓ ｌａｗ）と、第一反射素子１３６及び第二反射素子１３８の屈折率に根拠して自由に設けることができる。前記第一反射素子１３６と第二反射素子１３８は、上述したプリズムばかりでなく、上述した光学効果を起こせる光学素子を使うことができる。
【００２４】
本実施形態で、前記第一平行光１２３及び第二平行光１２５が前記第一反射素子１３６及び第二反射素子１３８で全反射（Ｔｏｔａｌ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）する一方、前記第一センサー１３２及び第二センサー１３４に垂直に入射するようにするために、前記第一反射面１３６ｂと第一入射面１３６ａの挟む角を４５度にする。同じな道理で、前記第二反射面１３８ｂと第二入射面１３８ａの挟む角も４５度にする。前記挟む角を４５度にすると、平行光１２３及び１２５を反射素子１３６及び１３８で全反射し、垂直にセンサー１３２及び１３４に入射することができるが、第一反射素子１３６及び第二反射素子１３８のサイズが大きくなる問題がある。
【００２５】
前記反射素子１３６及び１３８のサイズが大きくなることを防ぐために、図３に示すように屈折素子を使うことができる。図３は、本発明の第三実施形態に係る光学タッチ式ディスプレイを示す図である。図２に示す光学タッチ式ディスプレイ１００ａと図３に示す光学タッチ式ディスプレイ１００ｂが違う所は、図３の光学タッチ式ディスプレイ１００ｂが第一屈折素子１４２と第二屈折素子１４４をさらに含むことである。前記第一屈折素子１４２は、前記第一反射素子１３６と前記表示パネル１１０の第三辺１１６との間に設置され、前記第二屈折素子１４４は、前記第二反射素子１３８と前記表示パネル１１０の第四辺１１８との間に設置されている。
【００２６】
前記第一屈折素子１４２は、前記第一平行光１２３を屈折させる後、前記第一反射素子１３６の第一反射面１３６ｂに入射させる。即ち、前記第一屈折素子１４２が前記第一平行光１２３が前記第一反射面１３６ｂに入射する入射角を変える。これにより、前記第一反射面１３６ｂと第一入射面１３６ａと間の挟む角を小さくし、前記第一平行光１２３が前記第一出光面１３６ｃから垂直に出ることを確保ことができる。前記第一反射面１３６ｂと第一入射面１３６ａと間の挟む角を小さくするので、前記第一反射素子１３６のサイズを小さくすることができる。同じな道理で、前記第二屈折素子１４４も前記第二反射素子１３８のサイズを小さくすることができる。
【００２７】
前記第一屈折素子１４２と第二屈折素子１４４は、光学格子（ｏｐｔｉｃａｌ ｇｒａｔｉｎｇ）或いは複数のプリズムから形成されるプリズムセットから構成される。前記光学格子のスリットの幅と前記１つのプリズムの断面の１つの辺の長さは、数ナノメートル（ｎａｎｏｍｅｔｅｒ）である。本実施形態で、前記第一屈折素子１４２と第二屈折素子１４４は、別々に１つのプリズム１５２から構成されか（図４Ａを参照なさい）、別々に２つのプリズム１５４及び１５６から構成されている（図４Ｂを参照なさい）。図４Ｂで、プリズム１５４とプリズム１５６の屈折率が違う。即ち、プリズム１５４の屈折率がプリズム１５６の屈折率より大きいが、他の実施形態で、実の需要に従って前記プリズム１５４の屈折率を前記プリズム１５６の屈折率より小さくしてもいい。
【００２８】
前記プリズム１５２、１５４及び１５６の形状も実の需要に従って設けることができる。即ち、前記第一出光面１３６ｃから出る第一平行光１２３が前記第一出光面１３６ｃに垂直しなく、前記第二出光面１３８ｃから出る第二平行光１２５が前記第二出光面１３８ｃに垂直しないように、前記プリズム１５２、１５４及び１５６の形状を設けてもいい。
【００２９】
図５は、本発明の第四実施形態に係る光学タッチ式ディスプレイを示す図である。図３に示す光学タッチ式ディスプレイ１００ｂと図５に示す光学タッチ式ディスプレイ１００ｃが違う所は、図５の光学タッチ式ディスプレイ１００ｃで、第一屈折素子１４２が第一反射素子１３６に接続して設置され、第二屈折素子１４４が第二反射素子１３８に接続して設置されていることである。
【００３０】
図６は、本発明の第五実施形態に係る光学タッチ式ディスプレイを示す図である。図２に示す光学タッチ式ディスプレイ１００ａと図６に示す光学タッチ式ディスプレイ１００ｄが違う所は、センサーモジュールにある。図６の光学タッチ式ディスプレイ１００ｄのセンサーモジュール１３０ｄは、第一反射素子１３６と、第二反射素子１３８と、センサー１４６と、を含む。前記第一反射素子１３６は、前記表示パネル１１０の第三辺１１６のそばに設置されて、第一平行光１２３を反射する。前記第二反射素子１３８は、前記表示パネル１１０の第四辺１１８のそばに設置されて、第二平行光１２５を反射する。前記センサー１４６は、前記第一反射素子１３６と前記第二反射素子１３８との間に設置されている。即ち、前記第一平行光１２３と前記第二平行光１２５が経過する路線に設置されている。前記センサー１４６は、前記第一平行光１２３を検出する第一検出区域１４６ａと前記第二平行光１２５を検出する第二検出区域１４６ｂを含む。
【００３１】
図６の光学タッチ式ディスプレイ１００ｄは、図２に示す光学タッチ式ディスプレイ１００ａと同じな効果を得るばかりでなく、１つのセンサー１４６だけを使うので、製造コストをさらに低下させることができる。図６に示す光学タッチ式ディスプレイ１００ｄで、図３に示す光学タッチ式ディスプレイ１００ｂのように、第一反射素子１３６と表示パネル１１０の第三辺１１６との間に第一屈折素子を設置し、第二反射素子１３８と表示パネル１１０の第四辺１１８との間に第二屈折素子設置することができる。
【００３２】
図７は、本発明の第六実施形態に係る光学タッチ式ディスプレイを示す図である。図６に示す光学タッチ式ディスプレイ１００ｄと図７に示す光学タッチ式ディスプレイ１００ｅが違う所は、図７の光学タッチ式ディスプレイ１００ｅのセンサーモジュール１３０ｅが、第一反射素子１３６と第二反射素子１３８との間に設置されるプリズム１４８をさらに含む。前記プリズム１４８は、第一平行光１２３を第一検出区域１４６ａへ反射させる第一反射面１４８ａと、第二平行光１２５を第二検出区域１４６ｂへ反射させる第二反射面１４８ｂと、を含む。
【００３３】
図７の光学タッチ式ディスプレイ１００ｅも図６に示す光学タッチ式ディスプレイ１００ｄと同じな効果を得ることができる。図７に示す光学タッチ式ディスプレイ１００ｅでも、図３に示す光学タッチ式ディスプレイ１００ｂのように、第一反射素子１３６と表示パネル１１０の第三辺１１６との間に第一屈折素子を設置し、第二反射素子１３８と表示パネル１１０の第四辺１１８との間に第二屈折素子設置することができる。
【００３４】
上述した実施形態で、前記光源モジュール１２０を図８に示す光源モジュール１２０’に変えることができる。図８は、上述した光源モジュールと違う第一形態を有する光源モジュールを使う本発明の光学タッチ式ディスプレイを示す図である。上述した光源モジュール１２０と図８の光源モジュール１２０’が違う所は、図８の光源モジュール１２０’が第三反射素子１２６と、第四反射素子１２８と、をさらに含むことである。前記第三反射素子１２６は、表示パネル１１０の第一辺１１２のそばに設置され、前記第四反射素子１２８は、表示パネル１１０の第二辺１１４のそばに設置されている。前記第三反射素子１２６は、前記光源モジュール１２０’の第一光源１２２の第一平行光１２３を反射させて、反射される第一平行光１２３が表示パネル１１０の表示面１１９を経過するようにする。前記第四反射素子１２８は、前記光源モジュール１２０’の第二光源１２４の第二平行光１２５を反射させて、反射される第二平行光１２５が表示パネル１１０の表示面１１９を経過するようにする。
【００３５】
図９は、第二形態の光源モジュールを使う光学タッチ式ディスプレイを示す図である。図８の光源モジュール１２０’と図９の光源モジュール１２０’’が違う所は、図９の光源モジュール１２０’’が第三反射素子１２６と表示パネル１１０の第一辺１１２との間に設置される第三屈折素子１２７と、第四反射素子１２８と表示パネル１１０の第二辺１１４との間に設置される第四屈折素子１２９と、をさらに含むことである。
【００３６】
図８の第三反射素子１２６と第四反射素子１２８に関する説明は、第一反射素子１３６と第二反射素子１３８に関する説明を参照し、図９の第三屈折素子１２７と第四屈折素子１２９に関する説明は、第一屈折素子１４２と第二屈折素子１４４に関する説明を参照しなさい。
【００３７】
上述した実施形態で、光源モジュールが第一平行光と第二平行光を提供するものだけを限定し、光源モジュールを構成する部品と光線の導光方式に対しては、限定しない。前記センサーモジュールを構成する部品と光線の導光方式において、上述した実施形態を使わなく、他の実施形態を使ってもいい。
【符号の説明】
【００３８】
１００ 光学タッチ式ディスプレイ
１１０ 表示パネル
１１２ 第一辺
１１４ 第二辺
１１６ 第三辺
１１８ 第四辺
１１９ 表示面
１２０ 光源モジュール
１２３ 第一平行光
１２５ 第二平行光
１２２ 第一光源
１２４ 第二光源
１３０ センサーモジュール
１３２ 第一センサー
１３４ 第二センサー
１３３ 検出面
１３５ 検出面
５０ 遮光物
１００ａ 光学タッチ式ディスプレイ
１３０ａ センサーモジュール
１３６ 第一反射素子
１３８ 第二反射素子
１３６ａ 第一入射面
１３６ｂ 第一反射面
１３６ｃ 第一出光面
１３８ａ 第二入射面
１３８ｂ 第二反射面
１３８ｃ 第二出光面
１００ｂ 光学タッチ式ディスプレイ
１４２ 第一屈折素子
１４４ 第二屈折素子
１５２ プリズム
１５４ プリズム
１５６ プリズム
１００ｃ 光学タッチ式ディスプレイ
１００ｄ 光学タッチ式ディスプレイ
１３０ｄ センサーモジュール
１４６ センサー
１４６ａ 第一検出区域
１４６ｂ 第二検出区域
１００ｅ 光学タッチ式ディスプレイ
１３０ センサーモジュール
１４８ プリズム
１４８ａ 第一反射面
１４８ｂ 第二反射面
１２０’ 光源モジュール
１２６ 第三反射素子
１２８ 第四反射素子
１２０’’ 光源モジュール
１２７ 第三屈折素子
１２９ 第四屈折素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチ式ディスプレイに関し、特に光学タッチ式ディスプレイ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｏｕｃｈ Ｄｉｓｐｌａｙ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチディスプレイは、直感的に扱えるので各種の電子装置に広く使われている。例えば、携帯電話、個人用携帯情報端末（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ、ＰＤＡと略称）、デジタルカメラ、音楽プレーヤー、ノートパソコン、全地球測位システム（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ、ＧＰＳと略称）などに広く使われている。
【０００３】
前記タッチディスプレイは、主に表示パネルと、前記表示パネルに積層されるタッチパネルと、を含む。前記表示装置は、入力されるデータに従って数字、文字、イメージなどを表示し、前記タッチパネルは、使用者が手或いは専用の「スタイラス」でチッチする位置の情報を感知する。タッチパネルの種類が多いがよく見られることは抵抗式タッチパネルとコンデンサー式タッチパネルである。前記抵抗式タッチパネルは、センシティビティー（ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ）が悪くて、タッチパネルを押し過ぎてタッチパネルが破損される状況も発生する。前記コンデンサー式タッチパネルは、センシティビティーがよいが、製造コストが高く、静電気により感知が悪くなる欠点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の主な目的は、製造コストが低く、センシティビティーの安定性がよい光学タッチ式ディスプレイを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明では、表示パネルと、光源モジュールと、センサーモジュールと、を含む光学タッチ式ディスプレイを提供する。前記表示パネルは、互いに隣接する第一辺と、前記第一辺と隣接する第二辺と、前記第一辺と相対する第三辺と、前記第二辺と相対する第四辺と、を具備する。前記光源モジュールは、前記表示パネルの前記第一辺と第二辺のそばに設置されて、表示パネルの第一辺から入射されて第三辺から射出し、且つ表示パネルの表示面を経過する第一平行光と、表示パネルの第二辺から入射されて第四辺から射出し、且つ表示パネルの表示面を経過する第二平行光と、を提供する。前記センサーモジュールは、前記表示パネルの前記第三辺と前記第四辺のそばに設置されて、前記第一平行光と第二平行光を検出する。
【０００６】
前記光学タッチ式ディスプレイで、前記センサーモジュールは、前記表示パネルの第三辺のそばに設置されて、前記第一平行光を検出する第一センサーと、前記表示パネルの第四辺のそばに設置されて、前記第二平行光を検出する第二センサーと、を含む。
【０００７】
前記光学タッチ式ディスプレイで、前記センサーモジュールは、前記表示パネルの第三辺のそばに設置されて、前記第一平行光を反射する第一反射素子と、前記表示パネルの第四辺のそばに設置されて、前記第二平行光を反射する第二反射素子と、前記第一反射素子に反射される第一平行光が経過する路線に置かれて、第一平行光を感知する第一センサーと、前記第二反射素子に反射される第二平行光が経過する路線に置かれて、第二平行光を感知する第二センサーと、を含む。前記第一反射素子は、前記表示パネルの第三辺のそばに位置する第一入射面と、前記第一センサーのそばに位置する第一出光面と、前記第一入射面と前記第一出光面に傾斜に連結されている第一反射面と、を含む第一プリズムから構成される。前記第二反射素子は、前記表示パネルの第四辺のそばに位置する第二入射面と、前記第二センサーのそばに位置する第二出光面と、前記第二入射面及び前記第二出光面に傾斜に連結されている第二反射面と、を含む第二プリズムから構成される。前記センサーモジュールは、前記第一反射素子と前記表示パネルの第三辺との間に設置される第一屈折素子と、前記第二反射素子と前記表示パネルの第四辺との間に設置される第二屈折素子とをさらに含む。
【０００８】
前記光学タッチ式ディスプレイで、前記第一屈折素子は、少なくとも１つのプリズムから構成され、且つ前記第一反射素子に接続して設置され、前記第二屈折素子は、少なくとも１つのプリズムから構成され、且つ前記第二反射素子に接続して設置されている。
【０００９】
前記光学タッチ式ディスプレイで、前記センサーモジュールは、前記表示パネルの第三辺のそばに設置されて、前記第一平行光を反射する第一反射素子と、前記表示パネルの第四辺のそばに設置されて、前記第二平行光を反射する第二反射素子と、前記第一反射素子と前記第二反射素子との間で、前記第一平行光と前記第二平行光が経過する路線に設置され、且つ前記第一平行光を検出する第一検出区域と前記第二平行光を検出する第二検出区域を具備するセンサーと、を含む。前記センサーモジュールは、前記第一反射素子と前記表示パネルの第三辺との間に設置される第一屈折素子と、前記第二反射素子と前記表示パネルの第四辺との間に設置される第二屈折素子とをさらに含む。前記センサーモジュールは、前記第一反射素子と第二反射素子との間に設置され、且つ前記第一平行光を第一検出区域へ反射させる第一反射面と、前記第二平行光を第二検出区域へ反射させる第二反射面と、を具備するプリズムをさらに含む。
【００１０】
前記光学タッチ式ディスプレイで、前記第一屈折素子と前記第二屈折素子は、少なくとも１つのプリズムを含む。前記第一平行光と前記第二平行光が赤外線である。前記光源モジュールは、前記表示パネルの第一辺のそばに設置されて、前記第一平行光を射出する前記第一光源と、前記表示パネルの第二辺のそばに設置されて、前記第二平行光を射出する第二光源と、を含む。前記第一光源と第二光源は別々に複数の点光源から構成される。
【００１１】
前記光学タッチ式ディスプレイで、前記光源モジュールは、表示パネルの第一辺のそばに設置される第三反射素子と、前記第三反射素子に反射されて、前記表示パネルの表示面を経過する第一平行光を提供する第一光源と、表示パネルの第二辺のそばに設置される第四反射素子と、前記第四反射素子に反射されて、前記表示パネルの表示面を経過する第二平行光を提供する第二光源と、を含む。
【００１２】
前記光学タッチ式ディスプレイで、前記光源モジュールは、前記第三反射素子と前記表示パネルの第一辺との間に設置される第三屈折素子と、前記第四反射素子と前記表示パネルの第二辺との間に設置される第四屈折素子と、をさらに含む。
【発明の効果】
【００１３】
上述した本発明の光学タッチ式ディスプレイは、センサーモジュールを使って光源モジュールの第一平行光と第二平行光を検出する。即ち、光学タッチ式ディスプレイの使用者が操作物（指、スタイラスなどの）で表示パネルの表示面で操作を実施する場合、前記第一平行光と第二平行光の一部分が前記遮光物に遮光されるので、（遮光される光線が）前記センサーモジュールに到達することができない。前記センサーモジュールは、遮光される前記第一平行光と第二平行光により、前記遮光物の位置を検出し、且つ遮光物の位置した所の機能を実施する。本発明の光学タッチ式ディスプレイは、光学的に指、スタイラスなどの操作物の動作を検出するので、センシティビティー（ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ）が悪い抵抗式タッチパネルの欠点と、静電気により感知が悪くなるコンデンサー式タッチパネルの欠点を避けることができる。即ち、本発明の光学タッチ式ディスプレイの安定性がよい。且つ、従来のコンデンサー式タッチパネルと比較すると、本発明の光学タッチ式ディスプレイは価格が高いコンデンサーを使わないので、製造コストも低下させることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第一実施形態に係る光学タッチ式ディスプレイを示す図である。
【図２】本発明の第二実施形態に係る光学タッチ式ディスプレイを示す図である。
【図３】本発明の第三実施形態に係る光学タッチ式ディスプレイを示す図である。
【図４Ａ】１つのプリズムから構成される屈折素子を使う本発明の光学タッチ式ディスプレイを示す図である。
【図４Ｂ】２つのプリズムから構成される屈折素子を使う本発明の光学タッチ式ディスプレイを示す図である。
【図５】本発明の第四実施形態に係る光学タッチ式ディスプレイを示す図である。
【図６】本発明の第五実施形態に係る光学タッチ式ディスプレイを示す図である。
【図７】本発明の第六実施形態に係る光学タッチ式ディスプレイを示す図である。
【図８】他の構造を有する光源モジュールを使う本発明の光学タッチ式ディスプレイを示す図である。
【図９】図８と違う構造を有する光源モジュールを使う光学タッチ式ディスプレイを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明の第一実施形態に係る光学タッチ式ディスプレイを示す図である。図１に示す光学タッチ式ディスプレイ１００は、表示パネル１１０と、光源モジュール１２０と、センサーモジュール１３０と、を含む。前記表示パネル１１０は、第一辺１１２と、前記第一辺１１２と隣接する第二辺１１４と、前記第一辺１１２と相対する第三辺１１６と、前記第二辺１１４と相対する第四辺１１８と、を含む。前記光源モジュール１２０は、前記表示パネル１１０の前記第一辺１１２と前記第二辺１１４のそばに設置されている。前記光源モジュール１２０は、前記表示パネル１１０の表示面１１９に第一平行光１２３と第二平行光１２５を提供する。前記第一平行光１２３は、前記表示パネル１１０の前記第一辺１１２に入射されて、第三辺１１６から射出する。前記第二平行光１２３は、前記前記表示パネル１１０の前記第二辺１１４に入射されて、第四辺１１８から射出する。前記センサーモジュール１３０は、前記表示パネル１１０の前記第三辺１１６と前記第四辺１１８のそばに設置されて、前記第一平行光１２３と第二平行光１２５を検出する。
【００１６】
前記光学タッチ式ディスプレイ１００で、前記表示パネル１１０は、液晶表示パネル（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ、ＬＣＤ ｐａｎｅｌと略称）、電気泳動表示パネル（ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ、ＥＰＤ ｐａｎｅｌと略称）、プラズマ表示パネル（ｐｌａｓｍａ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ、 ＰＤＰと略称）或いは有機電界発光表示パネル（ｏｒｇａｎｉｃ ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｅｎｃｅ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ、 ＯＥＬＤ ｐａｎｅｌと略称）等から構成される。前記光源モジュール１２０は、第一光源１２２と第二光源１２４を含む。本実施形態で、前記第一光源１２２と第二光源１２４は、棒状のランプである。前記第一光源１２２は、前記表示パネル１１０の第一辺１１２のそばに設置されて、上述した第一平行光１２３を射出する。前記第二光源１２４は、前記表示パネル１１０の第二辺１１４のそばに設置されて、上述した第二平行光１２５を射出する。
【００１７】
前記第一平行光１２３と前記第二平行光１２５は、例えば赤外線である。前記第一光源１２２と第二光源１２４は、別々に第一光源１２２及び第二光源１２４の長手方向に配列される複数の点光源（図に示さない）を含む。前記点光源は、発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ、ＬＥＤと略称）、レーザーダイオード（ｌａｓｅｒ ｄｉｏｄｅ、ＬＤと略称）或いは他の光源から構成される。前記センサーモジュール１３０は、第一センサー１３２と第二センサー１３４を含む。前記第一センサー１３２は、前記表示パネル１１０の第三辺１１６のそばに設置されて、前記第一平行光１２３を検出する。前記第二センサー１３４は、前記表示パネル１１０の第四辺１１６のそばに設置されて、前記第二平行光１２５を検出する。前記第一センサー１３２と第二センサー１３４は、相補型金属酸化膜半導体イメージ検出素子（ＣＭＯＳ ｉｍａｇｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）、電荷結合素子（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ、ＣＣＤと略称）或いは他のセンサー素子から構成される。
【００１８】
前記表示パネル１１０の表示面１１９に操作物（指、スタイラスなどの遮光物）がない場合、前記第一平行光１２３の全体が前記第一センサー１３２の検出面１３３に到達でき、前記第二平行光１２５の全体も前記第二センサー１３４の検出面１３５に到達することができる。前記表示パネル１１０の表示面１１９で操作を実施する場合、前記第一平行光１２３と第二平行光１２５の一部分が指、スタイラスなどの遮光物５０に遮光されるので、遮光される光線が前記第一センサー１３２と前記第二センサー１３４に到達することができない。前記センサーモジュール１３０は、前記第一平行光１２３の一部分が前記遮光物５０に遮光されて前記第一センサー１３２が感知できないことにより、前記表示パネル１１０の表示面１１９での前記遮光物５０のＸ軸位置を検出する一方、前記第二平行光１２５の一部分が前記遮光物５０に遮光されて前記第二センサー１３４が感知できないことにより、前記表示パネル１１０の表示面１１９での前記遮光物５０のＹ軸位置を検出する。即ち、前記センサーモジュール１３０は、前記第一平行光１２３と第二平行光１２５が遮光されることに根拠して、指、スタイラスなどの遮光物５０の位置を検出する。且つ、前記センサーモジュール１３０が検出した遮光物５０の位置に従って、対応する操作を実施する。
【００１９】
上述したように本発明の光学タッチ式ディスプレイ１００は、光学的に指、スタイラスなどの操作物の動作を検出するので、センシティビティー（ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ）が悪い抵抗式タッチパネルの欠点と、静電気により感知が悪くなるコンデンサー式タッチパネルの欠点を避けることができる。即ち、本発明の光学タッチ式ディスプレイ１００の安定性がよい。且つ、従来のコンデンサー式タッチパネルと比較すると、本発明の光学タッチ式ディスプレイ１００は価格が高いコンデンサーを使わないので製造コストを低下させる利点がある。
【００２０】
図２は、本発明の第二実施形態に係る光学タッチ式ディスプレイを示す図である。図２に示す光学タッチ式ディスプレイ１００ａと図１に示す光学タッチ式ディスプレイ１００が違う所はセンサーモジュールである。前記光学タッチ式ディスプレイ１００ａのセンサーモジュール１３０ａは、第一センサー１３２と第二センサー１３４を含むばかりでなく、第一反射素子１３６と第二反射素子１３８をさらに含む。前記第一反射素子１３６は、表示パネル１１０の第三辺１１６のそばに設置されて、第一平行光１２３を反射する。前記第二反射素子１３８は、表示パネル１１０の第四辺１１８のそばに設置されて、第二平行光１２５を反射する。前記第一センサー１３２は、前記第一反射素子１３６に反射される第一平行光１２３を感知するように、前記第一反射素子１３６のそばに置かれている。即ち、反射される第一平行光１２３が経過する路線に置かれている。前記第二センサー１３４は、前記第二反射素子１３８に反射される第二平行光１２５を感知するように、前記第二反射素子１３８のそばに置かれている。即ち、反射される第二平行光１２５が経過する路線に置かれている。
【００２１】
前記第一反射素子１３６は、第一入射面１３６ａと、第一反射面１３６ｂと、第一出光面１３６ｃと、を含む第一プリズムから構成される。前記第一入射面１３６ａは、前記表示パネル１１０の第三辺１１６のそばに位置し、前記第一出光面１３６ｃは、前記第一センサー１３２のそばに位置している。前記第一反射面１３６ｂは、前記第一入射面１３６ａ及び第一出光面１３６ｃと三角形を構成するように、第一入射面１３６ａ及び第一出光面１３６ｃに傾斜に連結されている。前記第一平行光１２３は、前記第一入射面１３６ａから前記第一反射素子１３６に入り、前記第一反射面１３６ｂに反射されて、前記第一出光面１３６ｃから出る。前記第一出光面１３６ｃから出る前記第一平行光１２３は、前記第一センサー１３２に入射される。
【００２２】
前記第二反射素子１３８は、第二入射面１３８ａと、第二反射面１３８ｂと、第二出光面１３８ｃと、を含む第二プリズムから構成される。前記第二入射面１３８ａは、前記表示パネル１１０の第四辺１１８のそばに位置し、前記第二出光面１３８ｃは、前記第二センサー１３４のそばに位置している。前記第二反射面１３８ｂは、前記第二入射面１３８ａ及び第二出光面１３８ｃと三角形を構成するように、第二入射面１３８ａ及び第二出光面１３８ｃに傾斜に連結されている。前記第二平行光１２３は、前記第二入射面１３８ａから前記第二反射素子１３８に入り、前記第二反射面１３８ｂに反射されて、前記第二出光面１３８ｃから出る。前記第二出光面１３８ｃから出る第二平行光１２３は、前記第二センサー１３４に入射される。
【００２３】
第二実施形態の光学タッチ式ディスプレイ１００ａと第一実施形態の光学タッチ式ディスプレイ１００の作動原理及び発明効果が同じので、これで再度説明しない。本発明で、前記第一反射素子１３６と前記第二反射素子１３８の設置角度に対して限定しない。且つ、第一入射面１３６ａ、第一反射面１３６ｂ、第一出光面１３６ｃの間の設置角度と、第二入射面１３８ａ、第二反射面１３８ｂ、第二出光面１３８ｃの間の設置角度に対しても限定しない。前記設置角度は、発明の属する通常の知識を有する者がスネルの法則（Ｓｎｅｌｌ’ｓ ｌａｗ）と、第一反射素子１３６及び第二反射素子１３８の屈折率に根拠して自由に設けることができる。前記第一反射素子１３６と第二反射素子１３８は、上述したプリズムばかりでなく、上述した光学効果を起こせる光学素子を使うことができる。
【００２４】
本実施形態で、前記第一平行光１２３及び第二平行光１２５が前記第一反射素子１３６及び第二反射素子１３８で全反射（Ｔｏｔａｌ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）する一方、前記第一センサー１３２及び第二センサー１３４に垂直に入射するようにするために、前記第一反射面１３６ｂと第一入射面１３６ａの挟む角を４５度にする。同じな道理で、前記第二反射面１３８ｂと第二入射面１３８ａの挟む角も４５度にする。前記挟む角を４５度にすると、平行光１２３及び１２５を反射素子１３６及び１３８で全反射し、垂直にセンサー１３２及び１３４に入射することができるが、第一反射素子１３６及び第二反射素子１３８のサイズが大きくなる問題がある。
【００２５】
前記反射素子１３６及び１３８のサイズが大きくなることを防ぐために、図３に示すように屈折素子を使うことができる。図３は、本発明の第三実施形態に係る光学タッチ式ディスプレイを示す図である。図２に示す光学タッチ式ディスプレイ１００ａと図３に示す光学タッチ式ディスプレイ１００ｂが違う所は、図３の光学タッチ式ディスプレイ１００ｂが第一屈折素子１４２と第二屈折素子１４４をさらに含むことである。前記第一屈折素子１４２は、前記第一反射素子１３６と前記表示パネル１１０の第三辺１１６との間に設置され、前記第二屈折素子１４４は、前記第二反射素子１３８と前記表示パネル１１０の第四辺１１８との間に設置されている。
【００２６】
前記第一屈折素子１４２は、前記第一平行光１２３を屈折させる後、前記第一反射素子１３６の第一反射面１３６ｂに入射させる。即ち、前記第一屈折素子１４２が前記第一平行光１２３が前記第一反射面１３６ｂに入射する入射角を変える。これにより、前記第一反射面１３６ｂと第一入射面１３６ａと間の挟む角を小さくし、前記第一平行光１２３が前記第一出光面１３６ｃから垂直に出ることを確保ことができる。前記第一反射面１３６ｂと第一入射面１３６ａと間の挟む角を小さくするので、前記第一反射素子１３６のサイズを小さくすることができる。同じな道理で、前記第二屈折素子１４４も前記第二反射素子１３８のサイズを小さくすることができる。
【００２７】
前記第一屈折素子１４２と第二屈折素子１４４は、光学格子（ｏｐｔｉｃａｌ ｇｒａｔｉｎｇ）或いは複数のプリズムから形成されるプリズムセットから構成される。前記光学格子のスリットの幅と前記１つのプリズムの断面の１つの辺の長さは、数ナノメートル（ｎａｎｏｍｅｔｅｒ）である。本実施形態で、前記第一屈折素子１４２と第二屈折素子１４４は、別々に１つのプリズム１５２から構成されか（図４Ａを参照なさい）、別々に２つのプリズム１５４及び１５６から構成されている（図４Ｂを参照なさい）。図４Ｂで、プリズム１５４とプリズム１５６の屈折率が違う。即ち、プリズム１５４の屈折率がプリズム１５６の屈折率より大きいが、他の実施形態で、実の需要に従って前記プリズム１５４の屈折率を前記プリズム１５６の屈折率より小さくしてもいい。
【００２８】
前記プリズム１５２、１５４及び１５６の形状も実の需要に従って設けることができる。即ち、前記第一出光面１３６ｃから出る第一平行光１２３が前記第一出光面１３６ｃに垂直しなく、前記第二出光面１３８ｃから出る第二平行光１２５が前記第二出光面１３８ｃに垂直しないように、前記プリズム１５２、１５４及び１５６の形状を設けてもいい。
【００２９】
図５は、本発明の第四実施形態に係る光学タッチ式ディスプレイを示す図である。図３に示す光学タッチ式ディスプレイ１００ｂと図５に示す光学タッチ式ディスプレイ１００ｃが違う所は、図５の光学タッチ式ディスプレイ１００ｃで、第一屈折素子１４２が第一反射素子１３６に接続して設置され、第二屈折素子１４４が第二反射素子１３８に接続して設置されていることである。
【００３０】
図６は、本発明の第五実施形態に係る光学タッチ式ディスプレイを示す図である。図２に示す光学タッチ式ディスプレイ１００ａと図６に示す光学タッチ式ディスプレイ１００ｄが違う所は、センサーモジュールにある。図６の光学タッチ式ディスプレイ１００ｄのセンサーモジュール１３０ｄは、第一反射素子１３６と、第二反射素子１３８と、センサー１４６と、を含む。前記第一反射素子１３６は、前記表示パネル１１０の第三辺１１６のそばに設置されて、第一平行光１２３を反射する。前記第二反射素子１３８は、前記表示パネル１１０の第四辺１１８のそばに設置されて、第二平行光１２５を反射する。前記センサー１４６は、前記第一反射素子１３６と前記第二反射素子１３８との間に設置されている。即ち、前記第一平行光１２３と前記第二平行光１２５が経過する路線に設置されている。前記センサー１４６は、前記第一平行光１２３を検出する第一検出区域１４６ａと前記第二平行光１２５を検出する第二検出区域１４６ｂを含む。
【００３１】
図６の光学タッチ式ディスプレイ１００ｄは、図２に示す光学タッチ式ディスプレイ１００ａと同じな効果を得るばかりでなく、１つのセンサー１４６だけを使うので、製造コストをさらに低下させることができる。図６に示す光学タッチ式ディスプレイ１００ｄで、図３に示す光学タッチ式ディスプレイ１００ｂのように、第一反射素子１３６と表示パネル１１０の第三辺１１６との間に第一屈折素子を設置し、第二反射素子１３８と表示パネル１１０の第四辺１１８との間に第二屈折素子設置することができる。
【００３２】
図７は、本発明の第六実施形態に係る光学タッチ式ディスプレイを示す図である。図６に示す光学タッチ式ディスプレイ１００ｄと図７に示す光学タッチ式ディスプレイ１００ｅが違う所は、図７の光学タッチ式ディスプレイ１００ｅのセンサーモジュール１３０ｅが、第一反射素子１３６と第二反射素子１３８との間に設置されるプリズム１４８をさらに含む。前記プリズム１４８は、第一平行光１２３を第一検出区域１４６ａへ反射させる第一反射面１４８ａと、第二平行光１２５を第二検出区域１４６ｂへ反射させる第二反射面１４８ｂと、を含む。
【００３３】
図７の光学タッチ式ディスプレイ１００ｅも図６に示す光学タッチ式ディスプレイ１００ｄと同じな効果を得ることができる。図７に示す光学タッチ式ディスプレイ１００ｅでも、図３に示す光学タッチ式ディスプレイ１００ｂのように、第一反射素子１３６と表示パネル１１０の第三辺１１６との間に第一屈折素子を設置し、第二反射素子１３８と表示パネル１１０の第四辺１１８との間に第二屈折素子設置することができる。
【００３４】
上述した実施形態で、前記光源モジュール１２０を図８に示す光源モジュール１２０’に変えることができる。図８は、上述した光源モジュールと違う第一形態を有する光源モジュールを使う本発明の光学タッチ式ディスプレイを示す図である。上述した光源モジュール１２０と図８の光源モジュール１２０’が違う所は、図８の光源モジュール１２０’が第三反射素子１２６と、第四反射素子１２８と、をさらに含むことである。前記第三反射素子１２６は、表示パネル１１０の第一辺１１２のそばに設置され、前記第四反射素子１２８は、表示パネル１１０の第二辺１１４のそばに設置されている。前記第三反射素子１２６は、前記光源モジュール１２０’の第一光源１２２の第一平行光１２３を反射させて、反射される第一平行光１２３が表示パネル１１０の表示面１１９を経過するようにする。前記第四反射素子１２８は、前記光源モジュール１２０’の第二光源１２４の第二平行光１２５を反射させて、反射される第二平行光１２５が表示パネル１１０の表示面１１９を経過するようにする。
【００３５】
図９は、第二形態の光源モジュールを使う光学タッチ式ディスプレイを示す図である。図８の光源モジュール１２０’と図９の光源モジュール１２０’’が違う所は、図９の光源モジュール１２０’’が第三反射素子１２６と表示パネル１１０の第一辺１１２との間に設置される第三屈折素子１２７と、第四反射素子１２８と表示パネル１１０の第二辺１１４との間に設置される第四屈折素子１２９と、をさらに含むことである。
【００３６】
図８の第三反射素子１２６と第四反射素子１２８に関する説明は、第一反射素子１３６と第二反射素子１３８に関する説明を参照し、図９の第三屈折素子１２７と第四屈折素子１２９に関する説明は、第一屈折素子１４２と第二屈折素子１４４に関する説明を参照しなさい。
【００３７】
上述した実施形態で、光源モジュールが第一平行光と第二平行光を提供するものだけを限定し、光源モジュールを構成する部品と光線の導光方式に対しては、限定しない。前記センサーモジュールを構成する部品と光線の導光方式において、上述した実施形態を使わなく、他の実施形態を使ってもいい。
【符号の説明】
【００３８】
１００ 光学タッチ式ディスプレイ
１１０ 表示パネル
１１２ 第一辺
１１４ 第二辺
１１６ 第三辺
１１８ 第四辺
１１９ 表示面
１２０ 光源モジュール
１２３ 第一平行光
１２５ 第二平行光
１２２ 第一光源
１２４ 第二光源
１３０ センサーモジュール
１３２ 第一センサー
１３４ 第二センサー
１３３ 検出面
１３５ 検出面
５０ 遮光物
１００ａ 光学タッチ式ディスプレイ
１３０ａ センサーモジュール
１３６ 第一反射素子
１３８ 第二反射素子
１３６ａ 第一入射面
１３６ｂ 第一反射面
１３６ｃ 第一出光面
１３８ａ 第二入射面
１３８ｂ 第二反射面
１３８ｃ 第二出光面
１００ｂ 光学タッチ式ディスプレイ
１４２ 第一屈折素子
１４４ 第二屈折素子
１５２ プリズム
１５４ プリズム
１５６ プリズム
１００ｃ 光学タッチ式ディスプレイ
１００ｄ 光学タッチ式ディスプレイ
１３０ｄ センサーモジュール
１４６ センサー
１４６ａ 第一検出区域
１４６ｂ 第二検出区域
１００ｅ 光学タッチ式ディスプレイ
１３０ センサーモジュール
１４８ プリズム
１４８ａ 第一反射面
１４８ｂ 第二反射面
１２０’ 光源モジュール
１２６ 第三反射素子
１２８ 第四反射素子
１２０’’ 光源モジュール
１２７ 第三屈折素子
１２９ 第四屈折素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに隣接する第一辺と、前記第一辺と隣接する第二辺と、前記第一辺と相対する第三辺と、前記第二辺と相対する第四辺と、を具備する表示パネルと、
前記表示パネルの前記第一辺と第二辺のそばに設置されて、表示パネルの第一辺から入射されて第三辺から射出し、且つ表示パネルの表示面を経過する第一平行光と、表示パネルの第二辺から入射されて第四辺から射出し、且つ表示パネルの表示面を経過する第二平行光と、を提供する光源モジュールと、
前記表示パネルの前記第三辺と前記第四辺のそばに設置されて、前記第一平行光と第二平行光を検出するセンサーモジュールと、を含むことを特徴とする光学タッチ式ディスプレイ。
【請求項２】
前記センサーモジュールは、前記表示パネルの第三辺のそばに設置されて、前記第一平行光を検出する第一センサーと、
前記表示パネルの第四辺のそばに設置されて、前記第二平行光を検出する第二センサーと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学タッチ式ディスプレイ。
【請求項３】
前記センサーモジュールは、前記表示パネルの第三辺のそばに設置されて、前記第一平行光を反射する第一反射素子と、
前記表示パネルの第四辺のそばに設置されて、前記第二平行光を反射する第二反射素子と、
前記第一反射素子に反射される第一平行光が経過する路線に置かれて、第一平行光を感知する第一センサーと、
前記第二反射素子に反射される第二平行光が経過する路線に置かれて、第二平行光を感知する第二センサーと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学タッチ式ディスプレイ。
【請求項４】
前記第一反射素子は、前記表示パネルの第三辺のそばに位置する第一入射面と、前記第一センサーのそばに位置する第一出光面と、前記第一入射面と前記第一出光面に傾斜に連結されている第一反射面と、を含む第一プリズムから構成され、
前記第二反射素子は、前記表示パネルの第四辺のそばに位置する第二入射面と、前記第二センサーのそばに位置する第二出光面と、前記第二入射面及び前記第二出光面に傾斜に連結されている第二反射面と、を含む第二プリズムから構成されることを特徴とする請求項３に記載の光学タッチ式ディスプレイ。
【請求項５】
前記センサーモジュールは、前記第一反射素子と前記表示パネルの第三辺との間に設置される第一屈折素子と、前記第二反射素子と前記表示パネルの第四辺との間に設置される第二屈折素子とをさらに含み、
前記第一屈折素子は、少なくとも１つのプリズムから構成され、且つ前記第一反射素子に接続して設置され、前記第二屈折素子は、少なくとも１つのプリズムから構成され、且つ前記第二反射素子に接続して設置されることを特徴とする請求項３に記載の光学タッチ式ディスプレイ。
【請求項６】
前記センサーモジュールは、前記表示パネルの第三辺のそばに設置されて、前記第一平行光を反射する第一反射素子と、
前記表示パネルの第四辺のそばに設置されて、前記第二平行光を反射する第二反射素子と、
前記第一反射素子と前記第二反射素子との間で、前記第一平行光と前記第二平行光が経過する路線に設置され、且つ前記第一平行光を検出する第一検出区域と前記第二平行光を検出する第二検出区域を武備するセンサーと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学タッチ式ディスプレイ。
【請求項７】
前記センサーモジュールは、前記第一反射素子と前記表示パネルの第三辺との間に設置される第一屈折素子と、
前記第二反射素子と前記表示パネルの第四辺との間に設置される第二屈折素子とをさらに含み、
前記第一屈折素子と前記第二屈折素子は、少なくとも１つのプリズムから構成されることを特徴とする請求項６に記載の光学タッチ式ディスプレイ。
【請求項８】
前記センサーモジュールは、前記第一反射素子と第二反射素子との間に設置され、且つ前記第一平行光を第一検出区域へ反射させる第一反射面と、前記第二平行光を第二検出区域へ反射させる第二反射面と、を具備するプリズムをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の光学タッチ式ディスプレイ。
【請求項９】
前記第一平行光と第二平行光が赤外線であり、前記第一光源と第二光源が別々に複数の点光源を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学タッチ式ディスプレイ。
【請求項１０】
光源モジュールは、前記表示パネルの第一辺のそばに設置されて、前記第一平行光を射出する前記第一光源と、
前記表示パネルの第二辺のそばに設置されて、前記第二平行光を射出する第二光源と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学タッチ式ディスプレイ。
【請求項１１】
前記光源モジュールは、表示パネルの第一辺のそばに設置される第三反射素子と、
前記第三反射素子に反射されて、前記表示パネルの表示面を経過する第一平行光を提供する第一光源と、
表示パネルの第二辺のそばに設置される第四反射素子と、
前記第四反射素子に反射されて、前記表示パネルの表示面を経過する第二平行光を提供する第二光源と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学タッチ式ディスプレイ。
【請求項１２】
前記光源モジュールは、前記第三反射素子と前記表示パネルの第一辺との間に設置される第三屈折素子と、
前記第四反射素子と前記表示パネルの第二辺との間に設置される第四屈折素子と、をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の光学タッチ式ディスプレイ。
【請求項１】
互いに隣接する第一辺と、前記第一辺と隣接する第二辺と、前記第一辺と相対する第三辺と、前記第二辺と相対する第四辺と、を具備する表示パネルと、
前記表示パネルの前記第一辺と第二辺のそばに設置されて、表示パネルの第一辺から入射されて第三辺から射出し、且つ表示パネルの表示面を経過する第一平行光と、表示パネルの第二辺から入射されて第四辺から射出し、且つ表示パネルの表示面を経過する第二平行光と、を提供する光源モジュールと、
前記表示パネルの前記第三辺と前記第四辺のそばに設置されて、前記第一平行光と第二平行光を検出するセンサーモジュールと、を含むことを特徴とする光学タッチ式ディスプレイ。
【請求項２】
前記センサーモジュールは、前記表示パネルの第三辺のそばに設置されて、前記第一平行光を検出する第一センサーと、
前記表示パネルの第四辺のそばに設置されて、前記第二平行光を検出する第二センサーと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学タッチ式ディスプレイ。
【請求項３】
前記センサーモジュールは、前記表示パネルの第三辺のそばに設置されて、前記第一平行光を反射する第一反射素子と、
前記表示パネルの第四辺のそばに設置されて、前記第二平行光を反射する第二反射素子と、
前記第一反射素子に反射される第一平行光が経過する路線に置かれて、第一平行光を感知する第一センサーと、
前記第二反射素子に反射される第二平行光が経過する路線に置かれて、第二平行光を感知する第二センサーと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学タッチ式ディスプレイ。
【請求項４】
前記第一反射素子は、前記表示パネルの第三辺のそばに位置する第一入射面と、前記第一センサーのそばに位置する第一出光面と、前記第一入射面と前記第一出光面に傾斜に連結されている第一反射面と、を含む第一プリズムから構成され、
前記第二反射素子は、前記表示パネルの第四辺のそばに位置する第二入射面と、前記第二センサーのそばに位置する第二出光面と、前記第二入射面及び前記第二出光面に傾斜に連結されている第二反射面と、を含む第二プリズムから構成されることを特徴とする請求項３に記載の光学タッチ式ディスプレイ。
【請求項５】
前記センサーモジュールは、前記第一反射素子と前記表示パネルの第三辺との間に設置される第一屈折素子と、前記第二反射素子と前記表示パネルの第四辺との間に設置される第二屈折素子とをさらに含み、
前記第一屈折素子は、少なくとも１つのプリズムから構成され、且つ前記第一反射素子に接続して設置され、前記第二屈折素子は、少なくとも１つのプリズムから構成され、且つ前記第二反射素子に接続して設置されることを特徴とする請求項３に記載の光学タッチ式ディスプレイ。
【請求項６】
前記センサーモジュールは、前記表示パネルの第三辺のそばに設置されて、前記第一平行光を反射する第一反射素子と、
前記表示パネルの第四辺のそばに設置されて、前記第二平行光を反射する第二反射素子と、
前記第一反射素子と前記第二反射素子との間で、前記第一平行光と前記第二平行光が経過する路線に設置され、且つ前記第一平行光を検出する第一検出区域と前記第二平行光を検出する第二検出区域を武備するセンサーと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学タッチ式ディスプレイ。
【請求項７】
前記センサーモジュールは、前記第一反射素子と前記表示パネルの第三辺との間に設置される第一屈折素子と、
前記第二反射素子と前記表示パネルの第四辺との間に設置される第二屈折素子とをさらに含み、
前記第一屈折素子と前記第二屈折素子は、少なくとも１つのプリズムから構成されることを特徴とする請求項６に記載の光学タッチ式ディスプレイ。
【請求項８】
前記センサーモジュールは、前記第一反射素子と第二反射素子との間に設置され、且つ前記第一平行光を第一検出区域へ反射させる第一反射面と、前記第二平行光を第二検出区域へ反射させる第二反射面と、を具備するプリズムをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の光学タッチ式ディスプレイ。
【請求項９】
前記第一平行光と第二平行光が赤外線であり、前記第一光源と第二光源が別々に複数の点光源を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学タッチ式ディスプレイ。
【請求項１０】
光源モジュールは、前記表示パネルの第一辺のそばに設置されて、前記第一平行光を射出する前記第一光源と、
前記表示パネルの第二辺のそばに設置されて、前記第二平行光を射出する第二光源と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学タッチ式ディスプレイ。
【請求項１１】
前記光源モジュールは、表示パネルの第一辺のそばに設置される第三反射素子と、
前記第三反射素子に反射されて、前記表示パネルの表示面を経過する第一平行光を提供する第一光源と、
表示パネルの第二辺のそばに設置される第四反射素子と、
前記第四反射素子に反射されて、前記表示パネルの表示面を経過する第二平行光を提供する第二光源と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学タッチ式ディスプレイ。
【請求項１２】
前記光源モジュールは、前記第三反射素子と前記表示パネルの第一辺との間に設置される第三屈折素子と、
前記第四反射素子と前記表示パネルの第二辺との間に設置される第四屈折素子と、をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の光学タッチ式ディスプレイ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１４１２０（Ｐ２０１１−１４１２０Ａ）
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０１３８１（Ｐ２００９−２０１３８１）
【出願日】平成２１年９月１日（２００９．９．１）
【出願人】（５０３０２０５６３）原相科技股▲ふん▼有限公司 (20)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１日（２００９．９．１）
【出願人】（５０３０２０５６３）原相科技股▲ふん▼有限公司 (20)
【Ｆターム（参考）】
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