KR100432390B1 - 이미지센서가내장된단말장치 - Google Patents

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다케노리 아카미네
히로시 야마모토
가즈히로 가야시마
요시히로 고지마
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마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 이미지 센서를 내장한 단말장치는 손으로 쓰는 입력수단으로서 종래의 필기구를 사용하며, 인쇄된 문서를 간단하게 읽을 수 있고, 투명패널에 평행하게 배치된 광로를 가지는 렌즈부재와, 상기 투명패널의 면과 상기 렌즈부재의 일면이 맞추어지도록 광로를 직각으로 굴절시키기 위한 프리즘부재와, 상기 투명패널의 면을 조사하기 위한 광원과, 상기 렌즈부재의 다른 초점위치에 설치된 광센서로 구성되는 스캐닝 이미지 센서가 구비되어, 투명패널상에 놓인 문서를 판독하며, 종래의 필기수단은 덮개 유니트에 설치되고, 상기 필기수단으로 문자나 그림을 쓴 후에 상기 덮개 유니트를 덮어서 상기 문자나 그림이 이미지 센서로 판독되게 된다.

Description

이미지 센서가 내장된 단말장치{TERMINAL DEVICE WITH BUILT-IN IMAGE SENSOR}
본 발명은 휴대용 단말장치나 퍼스널 컴퓨터 등과 같은 장치에서 손으로 쓰는 문자나 그림 또는 인쇄물 등과 같은 문서(document)를 간단하게 작업할 수 있는, 메모장을 대신하여 사용할 수 있는 정보기기로서의 이미지 센서가 내장된 단말 장치에 관한 것이다.
최근, 정보기기는 소형화 및 정보통신 기술의 고도화가 진행되어 감에 따라 휴대용 단말장치에 대한 수요가 급격히 증가하고 있다.
이와 같은 단말장치의 특징은 소형, 경량이면서 대용량의 정보를 저장할 수 있는 점, 메모장을 대신하여 손으로 쓰는 편리한 수기(手記) 입력수단이 구비된 점, 또 통신라인과 접속하여 데이터를 송수신할 수 있다는 점 등이다.
따라서, 예를들면 비즈니스맨은 출장시에 많은 문서를 휴대하지 않아도 되고출장지에서 통신라인을 통하여 새로운 정보를 송수신할 수 있어서, 비즈니스맨에게는 매우 편리한 기능을 제공하고 있다.
따라서 이러한 단말장치는 멀티미디어 시대에 비즈니스 톨(tool)로서 매우 기대되고 있다.
그러나, 현재 상기 단말장치는 아직까지는 많은 문제가 있다.
종래의 손으로 쓰는 수기 입력수단은, 액정의 전면에 설치되어 있는 터치패널상에 직접 문자나 그림을 써 넣는 구성이기 때문에, 통상의 필기구와 비교해 볼때 사용하기가 어려웠다.
또, 명함이나 지도와 같은 인쇄된 문서를 손에 넣었을 때에는 스캐너나 주변기기가 별도로 필요하였다.
종래의 손으로 쓰는 수기 입력수단의 상기 문제를 더욱 상세하게 설명한다. 먼저, 외부충격으로부터 터치패널 표면의 폴리에스테르 필름을 보호하기 위하여, 필기구는 매우 높은 미끄럼성을 가지는 특수 플라스틱 펜이어야 하고, 통상 사용하고 있는 필기구에 비하여 문자를 쓰거나 그림을 그리는 것이 어렵고 오래 쓰다보면 터치패널 표면이 손상되게 된다.
또, 펜이나 연필과 같은 종래의 필기구를 이용하여 문자를 쓰거나 그림을 그릴 때 필적을 보면서 쓰게 되면 원하는 대로 그림이 그려지고 글이 써지는 것이지만, 종래의 손으로 쓰는 수기 입력수단의 방식에서는 터치패널의 해상도, 액정 해상도 및 전용 필기구의 굵기에 의존하는 제한된 필적이 디스플레이되었고, 쓰기영역(터치패널) 및 필적 표시영역(디스플레이 유니트)은 다른 부재이기 때문에, 원하는 문자나 그림을 정확하게 입력하는 것이 어렵다.
더구나, 펜이나 연필과 같은 일반적인 필기구로 문자를 쓸 때, 독특하고 개성 있는 문자는 문자의 크기나 펜의 압력에 의존하여 써지는 것이지만, 필름 형태의 터치패널에 문자를 쓰는 것은 항상 소정 압력이 요구되어 일반적인 필기구로 쓰는 것에 비하여 누가 쓰더라도 문자나 그림은 비슷하게 나타난다. 한편, 명함이나 지도와 같은 인쇄물을 입수하였을 때에는 그것을 읽는 스캐너나 다른 장치가 별도로 필요하게 된다.
따라서, 상기 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 어떤 문서나 긴 문서를 읽을 수 있고, 입력하는 문자나 그림을 용이하게 쓸 수 있으며 소형화를 실현하면서 강도를 보장하는 이미지 센서가 내장된 단말장치를 제공함에 그 목적이 있다.
제 1도는 본 발명의 일실시예의 이미지 센서를 나타내는 단면도.
제 2도는 종래의 이미지 센서를 나타내는 단면도.
제 3 도는 셀프포커싱 렌즈를 나타내는 도면.
제 4 도는 셀프포커싱 렌즈의 초점을 유리로 굴절시킨 상태를 나타내는 도면.
제 5 도는 종래의 휴대 단말장치를 나타내는 도면.
제 6 도는 본 발명의 일실시예의 이미지 센서가 내장된 휴대 단말장치의 덮개를 개방한 상태의 사시도.
제 7 도는 제 6 도의 휴대 단말장치의 덮개를 닫은 상태의 사시도.
제 8 도는 제 6 도의 X-X선 단면도.
제 9 도는 제 6 도의 Y-Y선 단면도.
제 10 도는 본 발명의 다른 실시예의 이미지 센서가 내장된 휴대 단말장치를 나타낸 사시도.
제 11 도는 본 발명의 다른 실시예의 필기판수단을 나타낸 사시도.
제 12 도는 제 11 도에서 문자소거 방법을 나타내는 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 셀프포커싱 렌즈 2 : 투명패널의 면
3 : 프리즘부재 4 : 광원
5 : 광센서 6 : 액정 디스플레이 유니트
7 : 투명패널 8 : 이미지 센서
9 : 문서 10 : 유리
11 : 본체 12 : 덮개
13 : 액정 디스플레이 유니트
14 : 전용 펜 15 : 본체 유니트
16 : 덮개 유니트 17 : 힌지수단
18 : 작은 덮개 20 : 필기판수단
21,38,42 : 화살표 23 : 수성 사인펜
24 : 팩시밀리용 모듈러 단자
25 : RS232C 단자 26 : 카드 슬로트
27 : 전원 스위치 28 : 본체 케이스
31 : 액정 디스플레이 유니트의 한쪽 디스플레이 유니트
32 : 전자회로기판 35 : 판독 위치
36 : 롤러부재 37 : 긴 문서
39 : 덮개 케이스 40 : 탄성부재
41 : 검출 스위치 43 : 돌기
44 : 평면 45 : 단자
46 : 절단 A부 47 : 절단 B부
49 : 필기구 50 : 필기 필름
52 : 필름 홀더 53 : 흑금속판
54 : 연필 59 : 작은 덮개
60 : 고정부재 A,B : 투명패널의 위치
k1,k2 : 초점거리
본원의 이미지 센서가 내장된 단말장치는, 문자나 그림 등의 정보를 디스플레이하는 디스플레이 유니트와,
상기 디스플레이 유니트의 전면패널에 설치된 투명패널과,
상기 투명패널의 표면을 스캐닝하기 위하여 상기 디스플레이 유니트 및 상기 투명패널 사이에 이동가능하게 설치된 이미지 센서를 구비하며,
상기 이미지 센서는 광로(optical path)가 상기 투명패널면과 실질적으로 평행하도록 배치되는 렌즈부재와, 상기 렌즈부재의 일면이 상기 투명패널면에 대하여 조정되고 상기 투명패널 방향으로부터 오는 광이 상기 렌즈부재에 입사하도록 광로를 굴절시키기 위한 프리즘부재와, 상기 렌즈부재의 다른 초점위치에 설치된 광센서와, 상기 투명패널면을 빛으로 조사하기 위한 광원을 포함하여 구성된다.
이러한 구성에 의하여, 이미지 센서의 각각의 부재(렌즈부재, 프리즘부재, 광원, 광센서)는 투명패널과 디스플레이 유니트 사이에 평행하게 설치되어 있기 때문에, 두께가 얇은 이미지 센서가 실현가능하게 된다.
이러한 구성의 상기 프리즘부재는, 굴절율이 1.5 이상으로 높은 투명재료(transparent material)나 표면상에 반사방지막이 형성된 상기 높은 굴절율을 가지는 투명재료를 사용함으로써 프리즘부재로 직각으로 굴절시키는 광로를 길게 할 수 있고 광원의 효율을 높일 수 있다. 이 결과, 장치의 설계나 가공 정밀도에 여유를 가질 수 있고 고화질의 판독이 실현된다.
본 발명의 이미지 센서가 내장된 단말장치는, 투명패널면에 이미지 센서의 이동방향으로 수직면의 한 면에 회전가능하게 설치되고 문서를 이동시키기 위한 롤러수단을 구비하고, 상기 이미지 센서는 상기 수직면 방향에 대하여 소정 길이의 판독 폭을 가지며, 상기 롤러수단의 위치에 대응하는 위치에서 정지할 수 있으며, 이 정지위치에서 상기 투명패널과 롤러수단 사이에 끼워져서 이동하는 문서를 판독할 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 상기 이미지 센서를 이동시킴으로써, 투명패널상에 놓이는 크기만큼의 문서를 판독할 수 있다. 또한 상기 투명패널 길이보다 긴 문서를 판독할 때는, 이미지 센서가 롤러수단 위치에서 정지하고 있는 상태에서 상기 투명패널과 롤러수단 사이에 문서를 삽입하고 그 문서를 이동시킴으로써 긴 길이의문서를 판독할 수가 있다.
본 발명의 이미지 센서가 내장된 단말장치는, 문자나 그림과 같은 정보를 디스플레이하는 디스플레이 유니트가 내장된 본체 유니트와,
상기 디스플레이 유니트의 전면패널에 배치된 투명패널과,
상기 투명패널면을 스캐닝하기 위하여 상기 디스플레이 유니트와 투명패널 사이에 이동가능하게 배치된 이미지 센서와,
상기 디스플레이 유니트의 크기와 적어도 동일한 크기 또는 상기 이미지 센서의 판독 영역의 크기와 동일한 크기를 가지는 덮개 유니트와,
연필이나 사인펜과 같은 일반적인 필기구로 쓸 수 있는 필기판수단을 구비하며,
상기 덮개 유니트는 상기 본체 유니트에 대하여 개폐가 자유롭게 설치되고, 상기 필기판수단은 닫힌 상태에서 패널면에 접촉하도록 설치된다.
이러한 구성에 의하여, 손으로 쓰는 입력(이하, '수기입력'이라 함)의 경우, 덮개 유니트에 설치된 필기판수단상에 일반적인 필기구로 문자나 그림을 쓰고 본체 유니트에 덮개 유니트를 닫는 것에 의하여 필기판수단은 투명패널면에 밀접하게 맞닿게 된다. 이 때, 이미지 센서가 이동하기 시작하여 필기판수단상에 쓰여진 문자나 그림을 읽을 수 있게 된다.
또, 덮개 유니트의 개폐를 검출하는 열림상태 검출수단과, 덮개 유니트의 닫힘상태가 상기 열림상태 검출수단에 의해 검출되었을 때 이미지 센서에 의하여 스캐닝을 시작하는 구동수단을 구비하여, 덮개 유니트가 닫혔을 때 자동으로 판독을시작한다.
상기 덮개 유니트는 닫힘상태에서 본체 유니트의 소정 폭의 측면을 덮는 본체 유니트의 하면단부에 연결된 부(副)덮개부재와, 닫힘상태에서 투명패널면을 덮는 부덮개부재의 다른 끝단부에 연결된 주(主)덮개부재로 구성되어, 덮개 유니트가 평면에서 안정하게 유지되도록 덮개 유니트의 열림상태에서 주덮개부재의 바깥측면이 본체 유니트에 설치된 면에 대하여 인접하고 있다.
또, 덮개 유니트가 닫힘상태에서 투명패널면을 덮는 본체 유니트에 한 끝단이 연결된 주덮개부재와, 닫힘상태에서 본체 유니트의 소정의 측면을 덮는 주덮개 부재의 다른 끝단부에 연결된 부덮개부재로 구성되어, 상기 덮개 유니트의 닫힘상태에서 본체 유니트의 디스플레이 유니트 및 소정의 측면, 예를들면 인터페이스 단자부가 주덮개부재 및 부덮개부재에 의하여 덮여지고, 사용할 때에 책상이나 평면 상에 놓여지고 덮개 유니트의 열림상태(가장 쓰기 좋은 각도로 열린 상태, 즉 약 180°까지 열린 상태)에서 부덮개부재는 평면에 맞닿아서 상기 필기판수단이 요동하거나 경사지는 것을 방지하도록 그 안정상태를 유지한다.
[실시예]
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명한다.
제 1 도는 본 발명의 일실시예의 이미지 센서를 나타내는 단면도이다. 제 1도에서 이미지 센서(8)는 액정 디스플레이 유니트(6)와 투명패널(7)의 사이에 설치되고 상기 투명패널(7)의 면과 평행하게 이동한다. 이 이미지 센서(8)는 투명패널(7)과 평행하게 배치된 렌즈부재인 셀프포커싱(self-focusing) 렌즈(1)와,투명패널(7)의 면(2)에 셀프포커싱 렌즈(1)의 한 초점위치를 맞추고 광로를 직각으로 굴절시키기 위한 프리즘부재(3)와, 투명패널(7)의 면(2)을 조사하는 광원(4)과, 상기 셀프포커싱 렌즈(1)의 다른 초점위치에 배치된 광센서(5)로 구성되어 있다. 즉, 셀프포커싱 렌즈(1), 프리즘부재(3), 광원(4) 및 광센서(5)는 투명패널(7)과 액정 디스플레이 유니트(6) 사이에 투명패널(7)의 면을 따라 병렬로 배치되어 있다.
이러한 구성에 의하여, 상기 투명패널(7)의 표면에, 인쇄된 문서, 예를들면 명함이나 지도가 접촉되도록 놓여지고, 이미지 센서(8)를 이동함으로써 이 문서의 정보를 판독할 수 있다.
한편, 제 2 도는 선출원된 일본국 특허출원 6-310392호의 실시예로 개시된 이미지 센서의 예를 나타내고 있는 데, 이것은 현재 팩시밀리 장치에서 센서로 채택된 대표적인 구성이다. 이 종래예의 이미지 센서는, 셀프포커싱 렌즈(1A)를 투명패널(7)의 면에 대하여 수직으로 배치하고 셀프포커싱 렌즈(1A)의 한쪽 초점위치를 투명패널(7)의 면(2A)에 맞추고 다른 쪽의 초점위치를 광센서(5A)에 맞추도록 구성되어 있다. 광원(4A)은 투명패널(7)의 면(2A)을 조사하도록 배치되어 있다. 제 1 도의 본 발명의 실시예와 제 2 도의 종래예를 비교하면, 제 1 도에 나타낸 실시형태는 두께가 매우 얇은 이미지 센서를 실현할 수 있음을 알 수 있다.
일반적으로 셀프포커싱 렌즈는 렌즈의 길이가 짧게 되는 만큼(폭이 짧게 되는 만큼) 초점길이가 짧게 되는 특성을 가지고 있기 때문에, 콤팩트한 스캐너를 설계하고자 하는 경우, 원활하게 스캐닝하는 스캐너에 필요한 공간을 투명패널(7)과이미지 센서 사이에 설정할 수 없게 된다.
렌즈길이가 짧은 셀프포커싱 렌즈의 일반적인 초점길이는 3∼5mm이고, 안정성 및 이미지 센서와 투명패널(7) 사이의 거리를 고려하면 투명패널(7)의 총 두께는 적어도 3mm는 되어야 하며, 그것은 설계상 매우 곤란함과 동시에 높은 가공 정밀도가 필요하게 된다.
또한 설계 및 가공에서는 조정을 위한 여유가 필요하지만, 셀프포커싱 렌즈의 렌즈길이가 짧은 만큼 초점심도도 짧게 되기 때문에(일반적으로 초점심도는 ± 0.3mm), 이것 역시 설계상 매우 곤란하며 판독한 화질이 나쁘게 된다.
따라서, 셀프포커싱 렌즈의 초점길이의 물리적 거리에 대한 변화없이 광학적 거리를 길게 하는 것이 필요하다. 이 실시예에서는 고굴절율을 가지는 재료로 된 프리즘부재(3)를 제작하여 초점길이의 광학적 거리를 길게 하고 있다.
여기에서, 초점길이의 광학적 거리(k1)를 길게 하는 방법을 제 3 도, 제 4도 및 제 1도를 참조하여 설명한다.
제 3 도에서 부호 T는 물체와 이미지 사이의 거리, Z는 셀프포커싱 렌즈(1)의 길이, k1은 셀프포커싱 렌즈(1)의 하나의 초점거리, k2는 셀프포커싱 렌즈(1)의 다른 초점거리를 나타내며 이들의 관계는 T = Z + k1 + k2이다.
더 정확한 이미지를 얻기 위하여, 각부재들은 k1 = k2의 조건이 되도록 배치되어야 한다.
그러나 이 실시예에서는, 한 초점거리(k1) 측에서 프리즘부재(3)와 투명패널(7) 등과 같은 필요로 하는 최소한의 물리적 제한 치수가 있다. 한편 다른초점거리(k2) 측에는 아무런 삽입물이 없고 공간거리 자체는 유효가능하게 되어있다.
초점길이의 광학적 거리(k1)를 연장하기 위해서는, 짧은 k1 및 k2를 가지는 셀프포커싱 렌즈(1)가 필요하기 때문에 프리즘부재(3)의 재질은 광학유리(굴절율 1.9) 또는 통상의 유리(굴절율 1.5)보다 굴절율이 높은 Se 유리(굴절율 2.5)를 사용하며, 광학적으로 초점길이(k1)가 긴 재료를 사용하였다.
구체적으로, 통상의 유리와 Se유리를 비교한 경우의 차이점을 제 4 도를 참조하여 설명한다.
제 4도에서 참조부호 10은 유리, Δ t는 굴절율에 의한 초점길이의 증가량을 나타낸다. 증가량 Δ t 는
으로 나타낼 수 있으며, 여기에서 t는 프리즘부재의 두께(이 예에서는 4mm)를, n은 굴절율을 의미한다.
따라서, 통상의 유리인 경우 증가량 Δ t = 1.33, Se유리인 경우 증가량 Δ t = 2.33이다.
즉, 프리즘부재로서 고굴절율을 가지는 재료를 사용하므로서 통상의 유리와 비교하여 k1의 증가량은 약 1mm(2.33mm - 1.33mm)이다.
이 결과, 약 1mm는 설계 및 가공의 여유를 제공하고, 초점조절을 보다 용이하게 하여 생산성 및 판독의 향상을 도모할 수 있다.
또, 본 실시예에서는 광원(4)으로부터 조사되는 빛에 의한 문서의 명암이 변화될 때, 즉 프리즘에 입사하는 광량이 변화될 때, 프리즘 표면에서 반사하고 광량은 감쇠한다. 이것을 방지하기 위하여 프리즘부재(3)의 표면에 반사방지막을 형성하여 광원(4)의 효율성을 도모하고 있다.
제 5 도는 종래의 휴대 단말장치를 나타낸 것으로, 참조부호 11은 본체, 12는 개폐가 자유롭게 설치된 덮개, 13은 액정 디스플레이 유니트이고, 상기 디스플레이 유니트(13)의 표면에는 저항막 형태의 터치패널이 구성되어 있다. 참조부호 14는 전용펜이다.
문자나 그림을 쓰거나 그릴 때에는, 미끄럼성이 높은 플라스틱으로 된 상기 전용펜(14)을 사용하여 디스플레이 유니트(13)의 표면상에 직접 써넣는 것에 의하여, 이른바 수기입력이 이루어진다.
제 6 도는 본 발명의 일실시예인 휴대 단말장치를 나타낸 도면이며, 참조부호 15는 본체 유니트이고, 덮개 유니트(16)는 상기 본체 유니트(15)에 힌지수단(17)을 통하여 연결되어 있기 때문에 자유롭게 개폐가 가능하도록 되어 있다.
상기 덮개 유니트(16)의 선단에는 작은 덮개(18)가 힌지(19)를 통하여 결합되어 있다.
필기판수단(20)은 덮개 유니트(16)에 장착되고 화살표(21) 방향으로 덮개 유니트(16)를 닫는 것에 의하여, 필기판수단(20)의 표면과 본체 유니트(15)의 투명패널(7)의 표면이 밀착되도록 되어 있다. 상기 필기판수단(20)의 표면은 화이트 보드로 구성되어 있기 때문에, 통상의 수성 사인펜으로 문자나 그림을 쓰거나 그릴 수 있고 용이하게 지울 수 있다.
상기 본체 유니트(15)의 전면측에는, 예를들면 팩시밀리용 모듈러 단자(24), RS232C 단자(25), 카드 슬롯(26) 및 전원 스위치(27)가 구성된 조작용 유니트가 설치되어 있다.
제 7 도는 제 6 도의 덮개 유니트(16)의 닫힘 상태를 나타낸 것으로, 상기 덮개 유니트(16)는 투명패널(7)을 덮음과 동시에, 상기 작은 덮개(18)는 상기 조작용 유니트를 덮도록 되어 있다.
제 8 도는 제 6 도의 X-X선 단면도이다. 제 8 도에서 참조부호 28은 본체 케이스이고, 액정 디스플레이 유니트(6), 이미지 센서(8) 및 전자회로기판(32)은 상기 본체 내에 내장된다. 액정 디스플레이 유니트(6)의 한쪽 디스플레이 유니트(31)는 투명패널(7)을 통하여 전체 영역이 볼 수 있도록 구성되어 있다.
상기 이미지 센서(8)는 투명패널(7)과 액정 디스플레이 유니트(6) 사이에 설치되며, 액정 디스플레이 유니트(6)는 투명패널(7)의 한쪽 단의 위치(A)에서 다른쪽 단의 위치(B)로 이동하고, 이러한 이동과정 중에 투명패널(7)의 표면상에 놓인 명함이나 지도 등과 같은 문서(9)를 판독한다.
여기에서, 상기 이미지 센서(8)는 라인 이미지 센서이고, 부(副)스캐닝 방향의 판독 길이는 적어도 투명패널(7) 및 디스플레이 유니트(31)의 한 변의 길이보다 길기 때문에, 투명패널(7)의 모든 영역을 읽어 낼 수 있다. 이미지 센서(8)의 구동수단은 이미지 센서(8)가 스테핑 모터(stepping motor)의 구동력으로 가이드축 상에서 이동할 수 있도록 구성되고, 이 메커니즘은 일반적인 구조이기 때문에 설명은 생략한다.
또, 이미지 센서(8)의 판독 위치는 디스플레이 유니트(31)의 디스플레이 영역 외측에 위치하도록 구성되고, A 위치(홈 포지션)의 정지상태에서, 판독 위치(35)에 대응하는 투명패널(7) 표면에 회전가능하게 롤러부재(36)가 설치되어 있고, 롤러부재(36)와 투명패널(7) 사이에 긴 문서(37)를 삽입하여 긴 문서(37)가 화살표(38) 방향으로 이동하도록 구성되어 있다.
이와 같은 구성에서, 롤러부재(36)와 투명패널(7) 사이에 긴 문서(37)를 삽입함으로써 화살표(38) 방향으로 긴 문서(37)를 누르면서 이동하여 긴 문서(37)에 인쇄된 문자나 그림을 판독할 수 있게 한다.
긴 문서(37)의 이동속도의 변화에 의존하는 판독불량을 방지하기 위하여, 이 실시예에서 상기 롤러부재(36)는 회전각도를 검출하는 수단으로서 엔코더를 설치하고 있고 문서 이동속도를 검출하는 동안에도 데이터를 처리하도록 설계되어 있다. 이 경우, 회전각도 검출수단으로서 엔코더 이외의 다른수단도 가능하다.
제 9도는 제 6도의 Y-Y선 단면도이며, 덮개 케이스(39)는 발포우레탄 등과 같은 탄성재로 성형된 탄성부재(40)를 통하여 필기판수단(20)을 부착하고 있다. 이 예에서 필기판수단(20)의 재질은 수성 사인펜(23)으로 쓰고 지우기가 가능한 화이트보드이다.
본체 케이스(28)는 상기 덮개 케이스(39)를 닫은 상태에서 이미지 센서(8)의 구동수단을 기동하기 위한 열림상태 검출수단으로서의 검출스위치(41)가 부착되어있다.
이러한 구성에 의하여 필기판수단(20)에 문자나 그림을 쓴 후에 덮개 케이스(39)를 화살표(42) 방향으로 닫음으로써 필기판수단(20)은 투명패널(7)에 접촉하고 덮개 케이스(39)의 돌기(43)가 검출스위치(41)를 누르게 된다. 이 결과, 구동수단은 기동하기 시작하고 이미지 센서(8)의 이동 및 판독이 시작된다.
작은 덮개(18)는 제 9도에 나타내 바와 같은 상태에서 끝단이 책상 등과 같은 평면(44)과 맞닿고 문자를 쓸 때에 필기판수단(20)을 수평상태로 유지하는 역할을 한다. 참조부호 45는 전자회로기판(32) 상에 설치된 단자를 나타낸다.
본 발명의 다른 실시예를 이하에 설명한다. 제 10 도는 덮개 유니트(16)가 열린 상태의 본체 유니트(15) 및 필기판수단(20)에 관한 다른 실시예를 나타낸다. 덮개 유니트(16)의 선단은 작은 덮개(18)가 노치 A부(46)로 형성되어 플랙서블하게 되어 있다. 또 덮개 유니트(16)는 노치 B부(47)에 의하여 부덮개부재로서의 작은 덮개(59)에 플랙서블하게 연결되어 있다.
작은 덮개(59)는 힌지수단(17)을 통하여 본체 유니트(15)의 하면단부와 회전가능하게 힌지결합되고, 덮개 유니트(16)는 노치 B부(47)에 의하여 화살표(48) 방향으로 플랙서블하게 구부러지도록 되어 있다.
따라서, 제 10 도에 나타낸 바와 같이 덮개 유니트(16)의 열림 상태는, 덮개 유니트(16)의 배면이 책상 등과 같은 편면 상에 접촉할 때까지 열리고, 이 상태에서 필기구(49)를 이용하여 문자를 쓰거나 그림을 그린다. 덮개 유니트(16)가 화살표(48) 방향으로 닫히면, 제 7 도에 나타낸 바와 같이 작은 덮개(18)가 본체 유니트(15) 측면에 설치된 인터페이스 단자부를 덮도록 설계되어 있다.
또, 제 10 도에 점선으로 나타낸 바와 같이, 작은 덮개(59)의 양단에는 자석이나 원터치 체크(one-touch chucks) 등과 같은 고정부재(60)가 설치되어, 본체 유니트(15)에 작은 덮개(59)를 고정하며 덮개 유니트(16)가 확실하게 닫혀지도록 구성되어 있다. 여기에서, 덮개 유니트(16)는 안쪽에서 열도록 설계되며 인터페이스 단자부는 힌지수단(17)이 없는 측면에 설치하고 있으나, 덮개 유니트(16)를 힌지수단(17)이 설치된 측면에 설치하여도 좋다.
제 11 도 및 제 12 도는 덮개 유니트(16)만을 나타낸 필기판수단(20)의 다른 실시예를 나타낸 도면이다. 이 예에서는 필기판수단(20)에서 문자나 그림을 용이하게 지울 수 있게 한 것을 목적으로 한 것이다. 덮개 유니트(16)의 쓰기영역에는, 떼어 내는 것이 가능한 필기 홀더(52)로 한쪽변을 고정한 백색 폴리에스테르 필름으로 구성된 필기 필름(50)이 형성되어 있다. 흑금속판(black metal plate)(53)은 상기 필기 필름(50)과 덮개 케이스 사이에 설치되어 있다.
필기 필름(50)의 이면은 매우 약한 점착력으로 된 점착층이 형성되어 있으며 연필(54)이나 단단한 필기구로 필기 필름(50)의 표면에 문자나 그림을 쓸 때에 상기 흑금속판(53)의 검정색 부분이 필적에 따라서 필기 필름(50)의 표면으로 투과된다.
쓰여진 문자나 그림을 지울 때에는 제 12 도에 나타낸 바와 같이, 단지 흑금속판(53)으로부터 필기 필름(50)을 벗겨 내는 것으로 투과된 문자나 그림은 쉽게 지워진다. 이 예에서 폴리에스터 필름이 쓰기영역으로 사용되기 때문에 필기필름(50)의 표면은 장기간의 사용에 의하여 손상되거나 오염될 수가 있다. 이러한 경우, 필름 홀더(52)를 벗기고 새로운 필기 필름으로 교체할 수 있다. 또, 필기 필름(50) 대신에 종이를 사용함으로써 문자나 그림뿐만 아니라 그 종이 위에 컴퍼스나 자를 사용하여 도형을 그릴 수가 있게 된다.
상기 실시예에서는 휴대 단말장치에 관한 것을 예로 들어 설명하였지만, 예를들면 데스크탑 퍼스널 컴퓨터나 워드프로세서 등과 같은 비(非) 휴대 단말장치에도 적용가능하다.
또, 상기 실시예에서는, 덮개 유니트가 본체 유니트의 일단에 연결되는 구성으로 하였으나 그 대신에 덮개 유니트를 본체 유니트로부터 떼어 낼 수도 있다.
또, 상기 실시예에서는 필기판수단의 입력영역에는 미리 아무것도 쓰여진 것은 없는 구성으로 하였지만, 이러한 예에 한정되는 것은 아니고, 예를들면 전표나 팩시밀리 전송용지 등과 같은 미리 인쇄된 규격서식을 입력영역에 세팅하여, 전표나 팩시밀리 편지를 간단하게 작성하기 위하여 필요로 하는 빈칸만을 채울 수도 있다.
이상 설명한 바와 같이, 이미지 센서수단을 액정 디스플레이 유니트와 투명 패널 사이에 스캐닝하여 투명패널 상에 놓인 문서를 읽어 내는 방식에서, 본 발명은 이미지 센서의 주된 구성요소들(셀프포커싱 렌즈, 프리즘, 광원, 광센서)을 투명패널과 액정 디스플레이 유니트 사이의 투명패널 면을 따라서 병렬로 배치함으로써 극히 얇은 이미지 센서를 실현하고, 고굴절율 재질을 프리즘부재로 사용하며,그 표면에 반사방지막을 형성하는 구성이다.
이 결과, 설계 및 가공이 용이하고 초점조정이 간단하며 광원의 효율성이 향상하여 생산성 및 판독 성능이 향상한다.
또 소형경량 및 고효율의 이미지 센서를 실현함으로써, 이하에 기술하는 새롭고 편리한 휴대 단말장치가 실현된다.
특히, 본 발명은 상술한 종래의 휴대 단말장치의 문자 입력수단의 많은 문제점을 해결하기 위하여, 먼저 인쇄된 문서를 매우 읽기 쉽게 하였다. 예를들면, 명함이나 지도 등과 같은 문서를 읽을 때, 단지 투명패널상에 그 문서를 놓음으로써 읽을 수 있으며, 전표나 영수증 등과 같은 장치의 투명패널 보다도 긴 문서를 읽을 때에는, 그 문서를 투명패널과 롤러부재 사이에 넣고 이동하면서 읽을 수 있게 된다.
종래의 수기 입력수단은, 디스플레이 유니트의 전면 패널에 부착된 터치패널 내에 손으로 직접 쓰는 수기 입력방식이었으나, 본 발명은 덮개 유니트에 부착된 수기입력을 위한 필기판수단을 가지고 있다. 따라서, 필기구로서, 일반적인 연필이나 사인펜 등과 같은 필기구를 사용할 수 있고, 쓰여지는 표면의 재질도 화이트 보드, 종이, 그 밖의 일반적인 필기재질을 사용할 수 있다.
따라서, 종래의 방식과 비교하면, 디스플레이 유니트의 표면은 손상되거나 오염되지 않고, 입력시에 눈으로 직접 보면서 쓰기 때문에 세밀한 일러스트나 곡선을 부드럽게 묘사할 수 있다. 또, 필기구로 누르는 압력에 제한이 없기 때문에, 붓으로 개성 있는 서체(초서체 등)를 입력할 수 있다.
또, 본 발명은 액정부, 단자부 및 전원 스위치가 주덮개부재 및 부덮개부재로 덮여지기 때문에, 장치를 가방이나 주머니에 넣어 이동할 때에 조작부 및 단자부가 파손되거나 오동작 등이 방지되어, 견고한 장치가 실현된다.
문자 입력시, 부덮개부재는 입력면에 수평으로 유지하는 역할을 하며, 그 입력 표면이 책상 등과 같은 평면에 수평상태를 유지하게 하고 있기 때문에, 입력시에 노트북이나 노트패드로 쓸 때와 같은 감각으로 사용될 수 있다.
또, 입력영역에 전표나 팩시밀리 전송 규격용지 등과 같은 인쇄된 규격용지를 세팅하는 것에 의하여 필요로 하는 빈칸을 채워 넣는 것만으로, 전표나 팩시밀리 편지를 간단하게 작성하게 된다.
본 발명을 채택하는 것에 의하여 종래의 휴대 단말장치와 비교하여, 비즈니스 툴로서 매우 유효한 휴대 단말장치나 전자 노트북을 실현할 수 있게 된다.

Claims (21)

  1. 이미지 센서를 내장한 단말장치에 있어서,
    문자와 그림 중 적어도 하나를 포함하는 정보를 표시하는 디스플레이 유니트와;
    상기 디스플레이 유니트의 전면패널에 배치된 투명패널과;
    상기 디스플레이 유니트와 상기 투명패널의 사이에서 이동가능하게 배치되어, 상기 투명패널의 표면을 스캐닝하기 위한 이미지 센서를 구비하며,
    상기 이미지 센서는,
    렌즈부재와, 상기 투명패널의 방향으로부터 나오는 광의 광로를 굴절시킴으로써 상기 렌즈부재의 하나의 초점위치가 상기 투명패널에 대해 조정되도록 하고 상기 투명패널의 방향으로부터 나오는 광이 상기 렌즈부재에 입사하도록 하며, 상기 이미지 센서까지의 광로를 길게 연장시키기 위한 투명재료로 이루어지는 프리즘부재와, 상기 렌즈부재의 다른 초점위치에 배치되는 광센서와, 상기 투명패널의 표면을 광으로 조사하기 위한 광원을 포함하며,
    상기 프리즘부재, 렌즈부재 및 광센서는 상기 프리즘부재로부터 상기 광센서까지의 광로가 상기 투명패널의 표면에 대해 실질적으로 평행한 것을 특징으로 하는 이미지 센서를 내장한 단말장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리즘부재는 1.5 이상의 굴절율을 갖는 투명재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이미지 센서를 내장한 단말장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 투명재료는 그 표면상에 반사방지막이 형성된 것을 특징으로 하는 이미지 센서를 내장한 단말장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    문서를 이동시키기 위하여 상기 투명패널의 표면상의 상기 이미지 센서의 이동 방향에 수직인 한 면에 롤러수단이 회전가능하게 설치되고,
    상기 이미지 센서는 상기 수직인 면의 방향에 대하여 미리 정해진 길이의 판독 폭을 가지며, 상기 롤러수단의 위치에 대응하는 위치에서 정지할 수 있고, 이 정지 위치에서 상기 투명패널과 롤러수단 사이에 끼워져서 이동하는 문서를 판독할 수 있는 것을 특징으로 하는 이미지 센서를 내장한 단말장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 투명패널과 롤러수단 사이에 삽입된 문서의 이동을 검출하기 위한 이동 검출수단을 구비하고, 문서의 이동이 검출될 때에 그 문서를 판독하기 시작하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서를 내장한 단말장치.
  6. 이미지 센서를 내장한 단말장치에 있어서,
    문자와 그림 중 적어도 하나를 포함하는 정보를 디스플레이하는 디스플레이 유니트가 내장된 본체 유니트와;
    상기 디스플레이 유니트의 전면패널에 배치된 투명패널과;
    상기 투명패널의 표면을 스캐닝하기 위하여 상기 디스플레이 유니트와 투명패널 사이에서 이동가능하게 배치된 이미지 센서와;
    상기 디스플레이 유니트의 크기와 적어도 동일한 크기 또는 상기 이미지 센서의 판독영역의 크기와 적어도 동일한 크기를 갖는 덮개 유니트와,
    상기 덮개 유니트상에 배치되며 연필이나 마커펜 중 적어도 하나를 포함하는 필기구로 그 표면상에 필기하기 위한 필기판수단을 구비하며,
    상기 덮개 유니트는 상기 본체 유니트에 대하여 열림과 닫힘이 자유롭도록 설치되고, 상기 필기판수단의 표면은 상기 덮개 유니트가 닫힌상태에서 투명패널과 접촉하도록 설치되며, 상기 덮개 유니트는 상기 필기판수단의 표면이 상기 이미지센서의 판독 영역과 일치하도록 장착되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서를 내장한 단말장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 덮개 유니트는,
    상기 본체 유니트의 하면단부에 연결된 하나의 단부를 가지며 상기 덮개 유니트의 닫힘상태에서 상기 본체 유니트의 미리 정해진 측면을 덮는 부덮개부재와,상기 부덮개부재의 다른 단부에 연결되며, 상기 덮개 유니트의 닫힘상태에서 상기 투명패널 표면을 덮는 주덮개부재를 구비하며,
    상기 본체 유니트를 평면상에 놓음으로써 상기 덮개 유니트의 열림상태에서 상기 주덮개부재의 외측면이 상기 평면에 맞닿을 때 상기 덮개 유니트가 상기 평면상에 안정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서를 내장한 단말장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 부덮개부재의 양단부 부근 및 상기 양단부 부근에 대응하는 상기 본체 유니트 부분에, 상기 덮개 유니트의 닫힘상태에서 상기 본체 유니트 및 상기 부덮개 부재를 안정적으로 고정하는 고정부재가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 이미지센서를 내장한 단말장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 주덮개부재의 상기 부덮개부재에 대하여 반대쪽 단부에는 상기 본체 유니트의 상기 미리 정해진 측면이 아닌 다른 측면을 덮는 다른 부덮개부재가 연결된 것을 특징으로 하는 이미지 센서를 내장한 단말장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 덮개 유니트는,
    상기 본체 유니트에 연결된 하나의 단부를 가지며 상기 덮개 유니트의 닫힘상태에서 상기 투명패널의 표면을 덮는 주덮개부재와,
    상기 주덮개부재의 다른 단부에 연결되고 상기 본체 유니트의 미리 정해진 측면을 덮는 부덮개부재를 구비하며,
    상기 본체 유니트를 평면상에 놓고 상기 덮개 유니트의 열림상태에서 상기 부 덮개부재의 선단이 상기 평면에 맞닿을 때, 상기 투명패널의 표면에 대한 상기 주 덮개부재의 열림각도가 규제되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서를 내장한 단말장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 본체 유니트의 미리 정해진 측면에는, 단말장치 본체 유니트의 조작 유니트가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 이미지 센서를 내장한 단말장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 본체 유니트의 미리 정해진 측면에는, 단말장치 본체 유니트의 조작유니트가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 이미지 센서를 내장한 단말장치.
  13. 제 6 항에 있어서,
    상기 필기판수단은, 상기 덮개 유니트가 닫혀질 때 상기 필기판수단과 투명패널의 전체면이 상호 밀착하도록 탄성부재를 통하여 상기 덮개 유니트에 부착되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서를 내장한 단말장치.
  14. 제 6 항에 있어서,
    상기 덮개 유니트의 적어도 필기판수단이 형성된 부분은, 차광성부재인 것을 특징으로 하는 이미지 센서를 내장한 단말장치.
  15. 이미지 센서를 내장한 단말장치에 있어서,
    정보를 디스플레이 하기 위한 디스플레이 유니트와;
    상기 디스플레이 유니트의 전면에 배치되는 투명패널과;
    상기 디스플레이 유니트와 상기 투명패널의 사이에서 이동가능하게 배치되어 상기 투명패널의 표면을 스캐닝하기 위한 이미지 센서로서, 광로가 상기 투명패널의 표면에 실질적으로 평행하도록 배치되는 렌즈부재와, 상기 광로를 굴절시킴으로써 상기 렌즈부재의 초점위치가 상기 투명패널의 표면에 대해 조정되도록 하고 상기 투명패널의 방향으로부터 나오는 광이 상기 렌즈부재에 입사하도록 하는 프리즘 부재와, 상기 렌즈부재의 다른 초점위치에 배치되는 광센서와, 상기 투명패널의 표면을 광으로 조사하기 위한 광원을 포함하는 이미지 센서와;,
    상기 디스플레이 유니트의 크기와 적어도 동일한 크기 또는 상기 이미지 센서의 판독 영역의 크기와 적어도 동일한 크기를 갖는 덮개 유니트와;
    상기 덮개 유니트의 열림상태 또는 닫힘상태를 검출하는 열림 상태 검출수단과;
    상기 열림 상태 검출수단에 의해 상기 덮개 유니트의 닫힘 상태가 검출되었을 때 상기 이미지 센서에 의한 스캐닝을 시작하기 위한 구동수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서를 내장한 단말장치.
  16. 이미지 센서를 내장한 단말장치에 있어서,
    정보를 디스플레이하는 디스플레이 유니트가 내장된 본체 유니트와;
    상기 디스플레이 유니트의 전면에 배치된 투명패널과;
    상기 투명패널의 표면을 스캐닝하기 위하여 상기 디스플레이 유니트와 투명패널 사이에서 이동가능하게 배치된 이미지 센서와;
    상기 디스플레이 유니트의 크기와 적어도 동일한 크기를 가지며, 필기구로 필기하기 위한 필기판수단을 갖는 덮개 유니트로서, 상기 본체 유니트에 대하여 열림과 닫힘이 자유롭도록 제공되며, 상기 덮개 유니트의 닫힘상태에서 상기 필기판수단의 면이 상기 투명패널의 표면과 접하도록 되어 있는 덮개 유니트와,
    상기 덮개 유니트의 열림상태와 닫힘상태를 검출하기 위한 열림상태 검출수단과;
    상기 열림 상태 검출수단에 의해 상기 덮개 유니트의 닫힘 상태가 검출되었을 때 상기 이미지 센서에 의한 스캐닝을 시작하기 위한 구동수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서를 내장한 단말장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리즘부재로부터 상기 광센서까지의 상기 광로는 상기 투명패널에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 이미지 센서를 내장한 단말장치.
  18. 투명패널의 표면을 스캐닝하기 위한 이미지 센서에 있어서,
    상기 투명패널의 표면에 실질적으로 평행한 광로를 갖도록 배치되는 렌즈부재와;
    상기 투명패널의 방향으로부터 나오는 광의 광로를 굴절시킴으로써, 상기 렌즈부재의 하나의 초점위치가 상기 투명패널의 표면에 대해 조정되도록 하고, 상기 투명패널의 방향으로부터 나오는 광이 상기 렌즈부재에 입사하도록 하는 프리즘부재와;
    상기 렌즈부재의 다른 초점 위치에 배치되는 광센서를 구비하며,
    상기 프리즘부재는 상기 이미지 센서까지의 광로를 길게 연장시키기 위한 투명재료로 이루어지고,
    상기 이미지 센서는 상기 투명패널의 표면을 광으로 조사하기 위한 광원을 구비하며,
    상기 프리즘부재, 렌즈부재 및 광센서는 상기 프리즘부재로부터 상기 광센서까지의 광로가 상기 투명패널의 표면에 대해 실질적으로 평행하게 되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 프리즘부재는 1.5 이상의 굴절율을 갖는 투명재료로 이루어지는 것을특징으로 하는 이미지 센서.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 이미지 센서는 상기 투명패널의 표면을 따라 이동가능하게 배치되며, 상기 프리즘부재로부터 상기 광센서까지의 상기 광로가 상기 투명패널에 고정되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  21. 이미지 센서를 내장한 단말장치에 있어서,
    정보를 디스플레이하기 위한 디스플레이 유니트와;
    상기 디스플레이 유니트의 전면에 배치되는 투명패널과;
    상기 투명패널의 표면을 스캐닝하기 위하여 상기 디스플레이 유니트와 상기 투명패널 사이에서 이동가능하게 배치된 이미지 센서로서, 투명패널의 표면에 실질적으로 평행한 광로를 갖도록 배치되는 렌즈부재와, 상기 광로를 굴절시킴으로써 상기 렌즈부재의 하나의 초점위치가 상기 투명패널의 표면에 대해 조정되도록 하고 상기 투명패널의 방향으로부터 나오는 광이 상기 렌즈부재에 입사하도록 하는 프리즘부재와, 상기 렌즈부재의 다른 초점 위치에 배치되는 광센서와, 상기 투명패널의 표면에 광을 조사하기 위한 광원을 포함하는 이미지 센서와;
    상기 투명패널의 표면상의 상기 이미지 센서의 이동방향에 수직인 한 면에 회전가능하게 설치되어 문서를 이동시키기 위한 롤러수단을 구비하고,
    상기 이미지 센서는 상기 롤러수단의 위치에 대응하는 위치에서 정지할 수있으며, 상기 투명패널과 상기 롤러수단의 사이에 끼워져서 이동하는 문서를 판독할 수 있으며,
    상기 롤러수단은 롤러의 회전각도를 검출하는 회전각도 검출수단을 포함하고, 상기 이미지 센서는 검출된 회전각도에 의거하여 상기 문서를 판독하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서를 내장한 단말장치.
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