Abstract
Touch-enabled technology is increasingly being accepted as a main communication interface between human and computers. However, conventional touchscreen technologies, such as resistive overlay, capacitive overlay, and SAW(Surface Acoustic Wave), are not cost-effective for large screens. As an alternative to the conventional methods, we introduce a newly emerging method, an optical imaging touchscreen which is much simpler and more cost-effective. Despite its attractive benefits, optical imaging touchscreen has to overcome some problems, such as heavy computational complexity, intermittent ghost points, and over-sensitivity, to be commercially used. Therefore, we designed a hardware controller for signal processing and multi-coordinate computation, and proposed Infrared-blocked DA(Dark Area) manipulation as a solution. While the entire optical touch control took 34ms with a 32-bit microprocessor, the designed hardware controller can manage 2 valid coordinates at 200fps and also reduce energy consumption of infrared diodes from 1.8Wh to 0.0072Wh.
최근 터치스크린 기술은 인간이 컴퓨터와 대화할 수 있는 주요 도구로서 급진적인 발전을 이루고 있다. 이 사용자 친화적인 인터페이스는 휴대폰에 이어 데스크탑, TV와 같은 대형스크린 시장까지 확산되어가고 있지만 기존의 저항막방식, 정전용량방식, 초음파방식 등은 기술 및 비용문제로 인하여 중 대형스크린에 적용하기 힘들다. 따라서 본 논문에서는 적외선과 라인스캔 이미지센서를 이용하여 간단하고 저렴한 비용으로 중 대형스크린에 적용할 수 있는 광학 영상 터치스크린 솔루션을 소개하고 이 기술이 갖는 문제점과 해결방안을 제시한다. 멀티 포인트를 추출하기 위한 주요 알고리즘은 범용프로세서를 이용하여 구현 시 약 34ms(29fps)가 소요되었으며 이는 휴먼인터페이스 디바이스로 사용되기에는 불충분하였다. 이를 해결하기 위하여 본 논문에서는 신호처리 및 좌표추출연산을 위한 하드웨어를 설계하여 성능을 향상시키고 광학 영상 터치스크린이 갖는 문제점을 소프트웨어에서 효율적으로 처리할 수 있도록 하였다. 설계한 터치스크린 컨트롤러의 PSM(Power Saving Mode)은 1.8Wh의 적외선 소비에너지를 0.0072Wh 까지 개선하였으며 60인치 대형스크린에서 2개의 실제 좌표를 200fps 속도로 연산해낸다.
