KR100962658B1 - 라이트 펜을 갖는 정보처리장치 - Google Patents

Abstract

안테나를 라이트 펜으로 사용하는 정보처리장치가 개시되어 있다. 정보처리장치로부터 착탈이 가능하도록 안테나를 설치하고, 안테나에 고휘도의 광을 발생시키는 광 발생 장치를 설치하여 안테나를 광 감지 표시장치의 감지소자에 광을 인가하는 라이트 펜으로 사용한다. 이로써, 라이트 펜의 휴대 및 보관이 용이하고, 라이트 펜을 분실할 우려가 적은 장점을 갖는다.

정보처리장치, 광 감지 표시장치, 안테나, 광 발생 장치, 라이트 펜

Description

라이트 펜을 갖는 정보처리장치{DATA PROCESSING DEVICE HAVING LIGHT PEN}

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 정보처리장치의 사시도이다.

도 2는 도 1의 광 감지 표시장치를 A-A선을 따라 절단한 단면도이다.

도 3은 도 2의 TFT 기판의 각 화소 및 광 감지부의 등가 회로도이다.

도 4는 도 1에 도시된 정보처리장치의 광 발생 장치와 안테나를 도시한 분해 사시도이다.

도 5a 내지 도 5b는 도 4에 도시된 광 발생 장치의 스위치가 온/오프 되는 상태를 설명하기 위한 광 발생 장치와 안테나의 단면도이다.

본 발명은 라이트 펜을 갖는 정보처리장치에 관한 것으로, 특히, 광원을 탑재한 안테나를 이용하여 광 감지 액정표시장치에 정보를 입력할 수 있는 라이트 펜을 갖는 정보처리장치에 관한 것이다.

일반적으로, 터치방식의 화상표시장치는 화면상에 나타난 지시 내용을 사람의 손이나 물체를 이용하여 선택하면, 선택된 지시 내용에 해당하는 정보를 화면상에 표시한다. 이러한, 터치방식의 화상표시장치에는 키보드 및 마우스와 같이 부피 가 큰 입력 장치가 설치되지 않기 때문에 최근에는 휴대전화, 개인휴대단말기(personal digital assistant; PDA) 또는 휴대전화와 개인휴대단말기의 장점을 합친 정보처리장치 등의 표시장치로 널리 사용되고 있다.

터치방식의 화상표시장치는 영상을 표시하는 액정표시패널 및 사용자가 선택한 지시내용의 위치를 검출하는 터치패널을 포함한다.

터치패널은 화상이 표시되는 액정표시패널의 표시면 위에 적층 된다. 터치패널은 제1 기판, 제1 기판으로부터 소정의 간격만큼 이격된 제2 기판, 제 1 및 제 2 기판이 서로 마주보는 면에 각각 형성되는 제 1 및 제 2 투명 전극으로 이루어진다.

이와 같이 액정표시패널에 터치패널을 적층 시키면 액정표시패널과 터치패널 사이에 공기가 존재하게 되고, 상기 공기로 인해 터치방식의 화상표시장치의 광학적 특성이 저하된다. 그리고, 터치방식의 화상표시장치의 두께가 두꺼워지고, 가격도 상승도 상승된다.

이러한 문제를 해결하기 위해서 최근에는 외부에서 가해지는 자극, 특히 광에 반응하여 위치 정보를 출력하는 광 감지부와 영상을 표시하는 화소부가 함께 형성된 광 감지 표시장치가 개발되고 있다.

광 감지 표시장치는 크게 널은 크게 TFT 기판, 컬러필터 기판 및 TFT 기판과 컬러필터 기판에 주입된 액정층으로 구성된다. 화소부와 광 감지부는 TFT 기판 상에 형성된다. 화소부는 TFT 기판의 제1 방향으로 길게 형성된 복수개의 게이트 라인들, 게이트 라인과 직교하는 제2 방향으로 길게 형성된 데이터 라인들, 게이트 라인과 데이터 라인에 연결된 제1 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하, TFT) 및 제1 TFT에 연결된 투명 전극 및 반사 전극을 포함한다.

광 감지부는 제 2 방향으로 길게 형성되고 위치 정보신호를 출력하는 제1 센서 라인, 제 1 방향으로 길게 형성된 제2 센서 라인 및 감지 소자로 구성된다. 감지소자는 외부로부터 제공되는 광에 의해서 구동되고 제 2 센서 라인 및 데이터 라인에 전기적으로 연결되는 는 제 2 TFT 및 제 2 TFT와 제 1 센서 라인 및 게이트 라인과 전기적으로 연결되는 제 3 TFT로 구성된다.

이와 같이 구성된 광 감지 표시장치를 구동시키기 위해서는 라이트 펜(light pen)을 필요로 한다. 라이트 펜에는 고휘도의 광을 발생시키는 광원이 내장된다. 라이트 펜의 광원으로는 발광 다이오드가 사용되고, 발광 다이오드는 광 감지 표시장치와 마주보는 라이트 펜의 일측 단부에 내장된다.

그러나, 이와 같은 라이트 펜은 광 감지 표시장치와 분리된 별개의 부품이고, 그 크기가 작기 때문에 분실 우려가 있고, 휴대하고 다니는데 불편한 문제점을 갖는다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 광 감지 표시장치를 사용할 때 통신 기능을 갖는 정보처리장치로부터 안테나를 분리시켜 감지 소자에 광을 인가하는 라이트 펜으로 사용하는 정보처리장치를 제공한다.

이와 같은 본 발명의 목적을 구현하기 위하여 본 발명은 정보의 송수신 및 영상을 표시하는데 필요한 각종 구동신호를 발생시키는 구동소자들이 내장된 본체, 영상을 표시하기 위한 화소들 및 상기 화소들의 사이에 배치되고 외부에서 인가되는 광에 의하여 감지 신호를 출력하는 감지 소자들을 포함하며, 영상을 표시하는 표시면이 본체의 외부로 노출되도록 설치되는 광 감지 표시장치, 본체에 착탈 가능하도록 설치되고 안테나 소자, 안테나 소자를 감싸는 안테나 하우징 및 하우징의 일측 단부에 형성된 연결부를 포함하는 안테나 및 안테나에 결합되어 감지 소자에 광을 인가하는 광 발생 장치를 포함하는 하는 라이트 펜을 갖는 정보처리장치를 제공한다.

바람직하게 광 발생 장치는 감지 소자를 구동시키는데 필요한 광을 발생시키는 광원, 광원과 전기적으로 연결되어 광원에 전원을 공급하는 건전지, 광원과 건전지를 전기적으로 연결시키고, 단락 시키는 스위치, 광원에서 발생된 광이 외부로 발산되도록 광원 및 건전지를 감싸고, 안테나와 결합되는 보호용 캡을 포함한다.

본 발명에서와 같이 광 감지 표시장치가 설치된 정보처리장치에서 광 감지 표시장치의 감지소자에 광을 인가하기 위한 광 발생 장치를 안테나에 설치하고, 정보처리장치로부터 분리가 가능하도록 안테나를 설치하여 안테나를 라이트 펜으로 사용하면, 라이트 펜의 보관이 용이하고, 라이트 펜을 분실 우려를 줄일 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다. 본 발명에서는 바람직하게 휴대전화와 개인휴대단말기의 기능을 모두 갖는 정보처리장치가 일실시예로 기재되어 있으나, 본 발명은 안테나를 이용하는 휴대전화 또는 개인휴대단말기 등에도 모두 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 정보처리장치의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 정보처리장치(1)는 본체(100), 광 감지 표시장치(200), 안테나(300) 및 광 발생 장치(400)를 포함한다.

본체(100)는 정보의 송신, 수신하기 위한 통신 모듈을 갖고, 영상을 표시하는데 필요한 각종 구동신호를 발생시키는 광 감지 액정표시장치가 내장된다.

도 2는 도 1의 광 감지 표시장치를 A-A선을 따라 절단한 단면도이다.

도 2를 참조하면, 광 감지 표시장치(210)는 TFT 기판(210), TFT 기판(210)과 마주보는 컬러필터기판(260) 및 TFT 기판(210)과 컬러필터기판(260) 사이에 개재되는 액정층(270)으로 이루어진다.

도 3은 도 2의 TFT 기판의 각 화소 및 광 감지부의 등가 회로도이다.

도 3을 참조하면, TFT 기판(210)에는 다수의 화소부(220), 다수의 광 감지부(230), 투명전극(240) 및 반사전극(250)이 형성된다. 화소부(220)들과 광 감지부(230)들은 TFT 기판(210)에 매트릭스 형태로 배열된다.

화소부(220)는 복수개의 게이트 라인들(222), 복수개의 데이터 라인들(224), 복수개의 제 1 TFT(226) 및 화소영역(227)을 포함한다.

게이트 라인들(222)은 서로 이격 되어 TFT 기판(210)의 제1 방향을 따라 길게 형성된다. 데이터 라인들(224)은 서로 이격 되며, 게이트 라인들(222)과 직교하는 TFT 기판(210)의 제 2 방향을 따라 길게 형성된다.

제 1 TFT(226)는 게이트 라인(222)과 데이터 라인(224) 및 화상을 표시하는 투명전극(240) 및 반사전극(250)에 전기적으로 연결된다.

광 감지부(230)는 광 감지 표시장치(200)의 외부에서 입력되는 광을 감지하여 소정의 신호를 출력한다. 도 2와 도 3을 참조하면, 광 감지부(230)는 제 1 센서 라인(232), 제 2 센서 라인(234) 및 감지 소자(235)로 이루어진다.

제 1 센서 라인(232)은 데이터 라인(224)과 이격 되어 TFT 기판(210)의 제2 방향으로 길게 형성된다. 제 1 센서 라인(232)은 데이터 라인(224)과 동일 레이어에 형성되고 데이터 라인(224)과는 전기적으로 절연된다.

제 2 센서 라인(234)은 게이트 라인(222)과 이격 되어 TFT 기판(210)의 제 1 방향으로 길게 형성된다. 제2 센서 라인(234)은 게이트 라인(222)과 동일 레이어에 형성되고, 게이트 라인(222)과는 전기적으로 절연된다.

감지 소자(235)는 제 2 TFT(236) 및 제 3 TFT(238)로 이루어진다.

제 2 TFT(236)는 외부로부터 제공되는 광에 의해서 구동되며, 제 2 센서 라인(234) 및 데이터 라인(224)에 전기적으로 연결된다. 제 3 TFT(238)는 제 2 TFT(236)와 제 1 센서 라인(232) 및 게이트 라인(222)과 전기적으로 연결된다.

도 2의 미설명 부호 240은 콘택홀(CON)을 통해 제1 TFT(226)와 전기적으로 연결되는 투명전극이다. 도 2의 미설명 부호 250은 투명 전극(240)의 상부면에 형성되고, 투명전극(240) 및 제 2 TFT(236)만을 개구시켜 제1 및 제3 TFT(226, 238)가 외부에서 입력되는 광에 반응하는 것을 방지하는 반사전극이다.

도 4는 도 1에 도시된 정보처리장치의 광 발생 장치와 안테나를 도시한 분해 사시도이다.

도 4를 참조하면, 안테나(300)는 정보처리장치(1)의 본체(100)의 소정부분에 정보처리장치(1)로부터 완전히 분리시킬 수 있도록 설치된다. 안테나(300)의 일측 단부에는 광 발생 장치(400)가 결합되는 연결부(310)가 형성되고, 연결부(310)의 외측면에는 수나사부(312)가 형성된다. 여기서, 안테나(300)는 광 발생 장치(400)와 함께 광 감지 표시장치(200)에 광을 인가하여 감지 소자(235)를 구동시키는 라이트 펜으로 사용된다.

안테나(300)와 함께 라이트 펜으로 사용되는 광 발생 장치(400)는 광원(410), 건전지(420), 스위치 및 보호용 캡(440)을 포함한다.

광원(410)은 감지소자(235)를 구동시키는데 필요한 광을 발생시킨다. 광원(410)은 고휘도의 광을 발생시키는 발광 다이오드(이하, 410의 도면번호를 부여한다.)이다. 발광 다이오드(410)는 발광부(412), 마이너스 전극(414) 및 플러스 전극(416)으로 구성된다.

건전지(420)는 얇은 원통형의 수은전지가 사용되며, 발광 다이오드(410)에 전원을 공급한다. 건전지(420)는 마이너스 전극부(424)와 플러스 전극부(426)로 구성된다. 마이너스 전극부(424)는 플러스 전극부(426)의 일면으로부터 소정높이 돌출 되고, 플러스 전극부(426)는 마이너스 전극부(424)의 돌출된 부분을 제외한 나머지 부분을 감싼다.

이와 같이 형성된 건전지(420)의 마이너스 전극부(424)는 발광 다이오드(410)와 마주보도록 설치되고, 건전지(420)의 플러스 전극부(426) 중 안테나(300)와 마주보는 면은 접착제(430)에 의해 연결부(310)에 부착된다.

스위치는 건전지(420)가 부착된 안테나(300)가 사용된다. 스위치는 발광 다이오드(410)와 건전지(420)를 접속시키거나, 발광 다이오드(410)와 건전지(420)를 단락 시켜 광 발생 장치(400)를 온(on)/오프(off)시킨다. 발광 다이오드(410)의 플러스 전극(416)은 건전지(420)의 플러스 전극부(426)와 항상 접촉하고, 발광 다이오드(410)의 마이너스 전극(414)은 건전지(420)의 마이너스 전극부(424)와 접촉 또는 분리된다.

도 5a 내지 도 5b는 도 4에 도시된 광 발생 장치의 스위치가 온/오프 되는 상태를 설명하기 위한 광 발생 장치와 안테나의 단면도이다.

도 5a와 같이 안테나(300)를 나사가 감기는 방향으로 회전시켜 안테나(400)를 발광 다이오드(410) 쪽으로 밀어 넣으면 건전지(420)의 마이너스 전극부(424)와 발광 다이오드(410)의 마이너스 전극(414)이 접촉되면서 건전지(420)의 전원이 발광 다이오드(410)로 인가되어 발광 다이오드(410)로부터는 광이 발생된다. 그리고, 도 5b와 같이 안테나(300)를 나사가 풀리는 방향으로 회전시켜 안테나(400)를 발광 다이오드가 설치된 방향과 반대되는 방향으로 빼내면 발광 다이오드(410)의 마이너스 전극(414)과 건전지(420)의 마이너스 전극부(424)가 다시 분리되면서 발광 다이오드(410)는 소등된다.

도 4와 도 5a 내지 도 5b를 참조하면, 보호용 캡(440)은 발광 다이오드(410) 및 건전지(420)를 감싸 이들을 외부환경으로부터 보호하고, 광 발생 장치(400)와 안테나(300)를 상호 연결시킨다. 이러한, 보호용 캡(440)은 제 1 캡과(442) 제 2 캡(450)으로 구성된다.

제 1 캡(442)에는 상부면에서부터 제 2 캡(450)과 마주보는 하부면까지 관통된 관통공(444)이 형성되며, 관통공(444)에 발광 다이오드(410)의 발광부(412)가 삽입된다. 광이 출사되는 발광부(412)의 표면은 관통공(444)을 통해 제 1 캡(442)의 상부면으로 노출된다.

제 2 캡(450)에는 제 1 캡(442)과 마주보는 상부면에는 발광 다이오드를 지지하기 위한 수납 홈(452)이 형성된다. 수납 홈(452)의 기저면으로부터 안테나(300)와 마주보는 하부면까지 수납공간(454)이 관통 형성된다. 수납공간(454)의 측면 중 안테나(300)의 연결부(310)와 대응하는 부분에는 연결부(310)의 수나사선(312)과 나사 결합되는 암나사부(456)가 형성된다.

수납공간(454)에는 발광 다이오드(410)의 마이너스 전극(414), 플러스 전극(416), 건전지(420) 및 안테나(300)의 연결부(310)가 수납된다.

도 5a 및 도 5b를 참조하여 안테나에 연결된 광 발생 장치의 작동에 대해 설명하면 다음과 같다.

정보처리장치(1)를 이용하여 전화를 걸거나 또는 소정의 영상 정보를 얻고자 할 경우, 사용자는 정보처리장치(1)의 소정부분에 내장되고, 광을 발생시키는 광 발생 장치가 결합된 안테나(300)를 라이트 펜으로 사용하기 위해 정보처리장치(1)로부터 완전히 분리시킨다.

이후, 도 5b에 도시된 바와 같이 광 발생 장치(400)와 결합된 안테나(300)를 나사가 감지는 방향으로 회전시켜 안테나(300)를 광 발생 장치(400)의 안쪽으로 밀어 넣는다. 그러면, 안테나(300)의 연결부(310)에 부착된 건전지(420)가 안테나(300)에 의해 발광 다이오드(410) 쪽으로 밀려 올라가게 됨으로써, 건전지(420)의 마이너스 전극부(424)가 발광 다이오드(410)의 마이너스 전극(414)과 접촉된다. 따라서, 발광 다이오드(410)에 전원이 공급되어 발광 다이오드(410)가 점등되고, 발광 다이오드(410)에서 발생된 광은 보호용 캡(440)의 외부로 출사된다.

여기서, 건전지(420)의 플러스 전극부(426)와 발광 다이오드(410)의 플러스 전극(416)은 도 5a에 도시된 바와 같이 스위치가 오프 상태일 때도 항상 접촉되어 있다.

이와 같은 과정을 통해 광 발생 장치(400)가 점등되면, 사용자는 광 감지 표시장치(200)의 표시면에 안테나(300)와 연결된 광 발생 장치(400)를 위치시켜 광 감지 표시장치(200)의 표시면에 나타난 지시 내용 중 어느 하나를 선택한다. 그러면, 감지 소자(235)에 광인 인가되어 제 2 TFT(236)가 구동한다. 제 2 TFT(236)가 구동되면 사용자가 선택한 위치 정보가 본체(100)에 전달되고, 본체(300)에서는 전달된 위치 정보를 토대로 사용자가 선택한 지시 내용에 해당하는 정보를 광 감지 표시장치(200)의 표시면에 디스플레이 시킨다.

한편, 광 발생 장치(400)의 발광 다이오드(410)를 소등시킬 경우에는 도 5a에 도시된 바와 같이 광 발생 장치(400)와 결합된 안테나(300)를 나사가 풀리는 방향으로 회전시킨다. 그러면, 건전지가 부착된 안테나(300)가 발광 다이오드(410)가 설치된 방향과 반대방향으로 빠지게 되면서 건전지(300)의 마이너스 전극부(424)가 발광 다이오드(410)의 마이너스 전극(414)에서 분리된다. 따라서, 발광 다이오드(410)에 전원이 공급되지 않기 때문에 발광 다이오드(410)는 소등된다.

이상에서 상세하게 설명한 바와 같이, 정보처리장치에 착탈이 용이하도록 설치된 안테나에 광을 발생시키는 광 발생 장치를 연결하여 안테나를 라이트 펜으로 사용하면, 라이트 펜을 분실할 우려가 적어지고, 라이트 펜의 보관을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

1. 정보의 송수신 및 영상을 표시하는데 필요한 각종 구동신호를 발생시키는 구동부들이 내장된 본체;

   상기 영상을 표시하기 위한 화소들 및 상기 화소들의 사이에 배치되고 외부에서 인가되는 광에 의하여 감지 신호를 출력하는 감지 소자들을 포함하며, 상기 영상을 표시하는 표시면이 노출되도록 본체에 설치되는 광 감지 표시장치;

   상기 본체에 착탈 가능하도록 설치되고, 일측 단부에 연결부가 형성되는 안테나; 및

   상기 연결부에 의해 상기 안테나와 결합되며 상기 감지 소자에 광을 인가하는 광 발생 장치를 포함하고,

   상기 광 발생 장치는 상기 감지 소자를 구동시키는데 필요한 광을 발생시키는 광원, 상기 광원과 전기적으로 연결되어 상기 광원에 전원을 공급하는 건전지 및 상기 광원과 상기 건전지를 전기적으로 연결시키고, 단락 시키는 스위치를 포함하며,

   상기 광원의 플러스 전극은 상기 건전지의 플러스 전극부에 항상 접촉되고, 상기 광원의 마이너스 전극은 상기 스위치가 온 상태일 때 상기 건전지의 마이너스 전극부에 접촉되는 것을 특징으로 하는 라이트 펜을 갖는 정보처리장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 광 발생 장치는 상기 광원에서 발생된 광이 외부로 발산되도록 상기 광원 및 상기 건전지를 감싸고, 상기 안테나의 일측 단부에 결합되는 보호용 캡을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라이트 펜을 갖는 정보처리장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 광원은 고휘도의 광을 발생시키는 발광 다이오드인 것을 특징으로 하는 라이트 펜을 갖는 정보처리장치.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서, 상기 스위치는 상기 안테나이며, 상기 건전지의 플러스 전극부와 마주보는 상기 연결부의 일면에는 상기 건전지가 부착되며, 상기 안테나를 상기 광원 쪽으로 밀어 넣으면 상기 스위치가 온 상태가 되고, 상기 안테나를 상기 광원이 설치된 방향과 반대되는 방향으로 빼내면 상기 스위치가 오프 상태가 되는 것을 특징으로 하는 라이트 펜을 갖는 정보처리장치.
6. 제 2 항에 있어서, 상기 연결부의 외주면에 수나사부가 형성되고, 상기 수나사부와 대응되는 상기 보호용 캡의 내측면에는 암나사부가 형성되어, 상기 안테나와 상기 광 발생 장치가 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 라이트 펜을 갖는 정보처리장치.

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