KR20010009540A - 자연광을 이용한 문자 입력장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 문서 또는 명함 등의 글자를 컴퓨터 프로그램에서 사용할 수 있도록 입력하는 장치에 관한 것으로, 특히 자연광 감지 센서를 메트릭스 형태로 유리기판에 배열하고, 상기 자연광 센서가 배열된 유리기판 하부에 문서 또는 명함을 위치시켜 자연광이 문서 또는 명함등에 반사된 후 돌아오는 반사광을 이용하여 문서 또는 명함의 글자를 입력시킬 수 있는 자연광을 이용한 문자 입력장치의 센서기판 제조방법 및 그 센서 기판을 포함하는 문자 입력장치에 관한 것이다.

Description

자연광을 이용한 문자 입력장치{Text Input Device Using Natural Light}

본 발명은 주사되는 빛이 문서의 여백과 글자에의해 각기 다르게 반사되는 반사광의 양을 감지하는 센서에 의해 반사광의 광량의 크기에 따라 전기적인 신호를 발생하여 문자를 입력하는 장치에 관한 것으로, 특히 자연광을 이용하고 광센서들을 유리기판상에 메트릭스 형태로 배열하여 형성함으로써 문서나 글자가 새겨진 종이를 유리기판 하부에 위치시켜 유리기판을 통과한 자연광이 문서 등에 의해 반사되는 반사광을 감지하고 감지된 광량에 의해 문자를 입력하는 자연광 센서 기판의 제조방법 및 그 기판을 이용한 문자 입력장치에 관한 것이다.

일반적으로 문서나 그림 등을 컴퓨터에서 사용할 수 있도록 디지털 데이터로 입력하는 장치로는 스캐너를 사용한다.

상기와 같은 스캐너는 종류에 따라 그 구조가 조금씩 다르지만 광센서 또는 광전변환기구를 사용한다는 면에서 원리는 비슷하다. 상기 스캐너의 일반적인 구조는 스캐닝하고자 하는 문서를 올려놓는 유리기판과, 상기 유리기판 하부에 설치되어 빛을 발생시키는 램프와, 상기 램프에서 발생된 빛이 유리기판 상에 놓인 문서에 반사되어 돌아오는 반사광을 받아 전기적인 신호 변환시키는 광센서 또는 광전변환기구와, 상기 램프와 광센서를 문서 전체를 스캐닝하기 위해 구동시키는 구동수단과, 상기 광센서에서 반사광의 광량에 따라 변환된 전압차를 이용하여 디지털 신호로 변환시켜 주는 구동회로를 포함하도록 구성되어 있다.

상기 스캐너의 구동방법은 램프와 광센서가 일적선상으로 위치하기 때문에 유리기판 상부에 문서를 문자가 램프와 광센서를 향하도록 위치시키고, 커버를 닫은 후 스캔시작 신호를 입력하게 되면 램프 및 광센서 구동장치가 작동하여 램프에서 빛의 발생되는 상태로 이동하면서 문서를 스캐닝하게 된다. 상기와 같이 스캐닝된 문서는 센서에 입력되는 반사광의 차이에 의해 광센서에서 전압차이로 구동회로에 전달되게 되고, 이 신호를 구동회로는 디지탈 신호로 전환하여 컴퓨터로 입력함으로써 문서를 스캐닝하게 된다.

그러나 상술한 바와 같이 종래의 스캐너는 빛을 발하는 램프와, 램프에서 발생된 빛이 반사되어 오는 반사광의 광량차를 전기적인 신호로 변환하는 센서가 선형으로 형성되기 때문에 그 크기가 크고, 상기 램프를 구동시키기 위한 전기의 소모가 많다는 문제점이 있었다. 또한, 상기 선형의 램프와 센서를 문서전체를 스캐닝하기 위해 유리기판 하부에서 움직일 수 있게하는 별도의 구동수단이 필요하므로 장치의 구성이 복잡하고 구동수단을 움직이기 위한 최소한의 공간을 필요로 하므로 부피가 커질 수 밖에 없다는 문제점이 있었다.

상술한 문제점들을 해결하기 위하여 본 발명은 투명기판 상에 매트릭스 형태로 반도체 광센서를 형성하여 센서 기판을 제조하고, 상기 센서 기판 하부에 문서를 위치시켜 자연광에 의해 반사되는 반사광의 광량차를 이용하여 문자를 입력하는 장치를 제공하여 장치의 적은 전력으로 문자를 입력하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 목적으로 한다.

또한, 센서 기판에 의해 유입되는 자연광으로 한번에 전체 문서를 스캐닝할 수 있게 함으로써 종래의 램프와 센서가 문서를 스캐닝하기 위해 움직이도록 하는 구동수단을 없애 장치의 부피를 작게함으로써 휴대용 문자입력 장치를 제조할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 자연광이 문서에 의해 반사되는 반사광의 광량차를 전기적인 신호로 변환시켜주는 반도체 광센서가 메트릭스 형태로 형성되어 있는 센서 기판과, 상기 센서 기판에 형성되어 있는 각각의 센서에 연결되어 세로 열(Column Line)을 순차적으로 활성화시킬 목적으로 전압을 공급하는 드라이버와, 상기 드라이버 및 광량차에 의해 가로 열(Row Line)에 생성된 전류를 선택하는 아날로그 멀티플렉서(analog-multiplexer)와, 상기 아날로그 멀티플렉서에 의해 출력된 전류를 증폭시키는 증폭기와, 상기 증폭기에서 증폭된 증폭 신호를 입력받고 주위 조도를 감지후 기준 준위를 만드는 회로가 내장된 일루미네이션 레벨 센서와의 전압차를 비교하여 디지털 신호로 변환시키는 컴파레이터와, 상기 드라이버와 아날로그 멀티플렉서를 제어하기 위한 콘트롤러(controller)를 포함하는 자연광을 이용한 문자 입력장치를 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 문서에 반사되는 자연광의 반사광량차를 측정하여 전기적인 신호로 변환시키는 센서가 형성된 광센서 기판의 제조방법에 있어서, 투명한 기판상부에 적어도 하나 이상의 제1전극층을 형성하는 단계와, 상기 제1전극층 상부에 빛을 감지하여 전류를 발생시킬 수 있는 반도체층을 적어도 하나 이상 스트라이프 또는 섬상 형태로 형성하는 단계와, 상기 스트라이프 또는 섬상 형태의 반도체층과 노출된 제1전극층 상부에 제1절연체층을 형성한 후 스트라이프 또는 섬상 형태의 반도체층 상부의 제1절연층을 일부 식각하여 접촉홀을 형성하는 단계와, 상기 접촉홀 상부에 제2전극층을 형성하는 단계와, 상기 제2전극층과 노출된 제1절연체층 상부에 제2절연층을 형성하는 단계와, 상기 유리기판 일측에 제1전극층, 제1절연체층 그리고 제2절연체층이 순차적으로 형성되어 있는 곳을 식각한 후 패드 전극을 형성하는 단계를 포함하는 광센서 기판의 제조방법을 특징으로 한다.

도1 내지 도6은 본 발명에 따른 자연광 감지 센서 기판의 제조공정을 나타낸 도면.

도7은 본 발명에 따른 센서 기판을 이용한 문자 입력장치의 한 실시예를 나타낸 도면.

〈도면의 주요부분의 부호에 대한 설명〉

1 : 투명기판 2: 제1전극층

3 : 반도체층 4 : 제1절연층

5 : 제2전극층 6 : 제2절연층

7 : 패드 전극층 8 : 도전성 이방필름

9 : 센서 기판 10 : 구동 보드

11 : 드라이버 12 : 아날로그 멀티플렉서

13 : 회로가 내장일루미네이션 레벨센서

14:콘트롤러 15 : 증폭기

16 : 컴파레이터

이하, 첨부된 도면을 참조로하여 본 발명은 상세히 설명하고자 한다.

도1내지 도7은 본 발명 따른 자연광을 이용한 문자 입력장치에 사용되는 광센서 기판을 제조하는 과정을 순차적으로 나타낸 것으로, 먼저 도1은 투명한 성질을 갖는 유리나 투명 플라스틱으로 제조된 투명 기판(1)을 제조되는 문자입력장치의 용도에 맞는 크기로 절단 한 후, 그 상부에 단 방향으로 적어도 하나 이상의 제1전극층(2)을 스트라이프 형태로 형성한다. 상기 제1전극층(2)의 재료는 투명전극을 사용하며, 후술하는 투명 기판(1)상에 형성되는 모든 층들은 제2전극층(5)를 제외하고 빛을 투과할 수 있는 투명한 물질이어야만 한다.

다음에 도2는 상기 투명 기판(1) 상부에 단방향으로 스트라이프 형태로 형성된 제1전극층(2) 상부에 상기 단방향과 직각을 이루는 방향으로 적어도 하나 이상의 반도체층(3)을 스트라이프 또는 섬상 형태로 형성하는데, 상기 반도체층(3)은 빛을 감지하고 감지되는 빛의 광량에 따라 각기 다른 전류를 발생시키는 물질로 광센서 기능을 가진다.

다음에 도3은 상기 제1전극층(2) 상부에 형성된 반도체층(3)과 반도체층(3) 사이로 노출된 제1전극층(2) 및 투명 기판(1) 상부에 제1절연층(4)을 형성하고, 반도체층(3) 상부에 형성된 제1절연층(4)을 일부를 부분식각하여 접촉홀을 형성한다. 상기 제1절연층(4)을 형성하는 절연 물질은 투명한 물질이어야 하며, 상기 접촉홀은 반도체층(3)의 일부가 부분식각되어 반도체층(3)을 일부 노출시키므로 파인 형태를 나타내게 된다.

다음에 도4는 상기 반도체층(3) 상부의 제1절연층(4)을 식각하여 형성된 접촉홀 즉, 접촉홀에 의해 노출된 반도체층(3) 상부에 제2전극층(5)을 형성한다. 상기 전극층을 반도체층 상부와 반도체층(3) 상부에 형성되어 식각되지 않은 제1절연층(4) 상부의 일부에까지 형성하여 일정한 높이로 돌출되도록 형성한다. 상기 제2전극층(5)은 반사 및 도전기능을 갖는 전극을 사용하여 형성한다.

다음에 도5는 상기 제2전극층(5)과 제1절연층(4) 상부에 다시 제2절연층(6)을 형성한다. 이때 상기 제2절연층(6) 역시 투명한 절연물질을 사용하여 형성한다.

다음에 도6은 상기와 같이 제1전극층(2), 반도체층(3), 제1절연층(4), 제2전극층(5) 그리고 제2절연층(6)이 형성된 투명기판의 일측에는 제1전극층(2)과, 제1절연층(4) 그리고 제2절연층(6)이 순차적으로 형성된 부분이 있는데 제1절연층(4) 및 제2절연층(6)을 동시에 식각하여 패드 전극층(8)을 형성한다.

다음에 도7은 상술한 바와 같이 제조된 반도체 광센서가 메트릭스 형태로 형성되어 제조된 기판은 그 일측면에 형성된 패드 전극층(7)에 도전성 이방필름(anistoropic conductive film, 8)을 형성하여 구동보드에 연결할 수 있는 센서 기판을 제조한 것을 나타낸 것이다.

상술한 바와 같이 투명 기판 상부에 가로열과 세로열로 전극이 연결되어 있는 매트릭스 형태의 적어도 하나 이상의 광센서들이 형성된다.

상기와 같은 광센서 기판을 포함하는 자연광을 이용한 문자 입력장치는 광량차에 다른 전기적인 신호를 디지털 신호로 변환시키는 회로가 구성되어 있는 구동보드(PCB)기판과 연결하여 전기적인 신호를 주고받을 수 있도록 전기적 도통이 가능란 FPC(Flexible Printed Circuit) 재료를 사용하여 도8에 도시되어 있는 각종 회로들이 형성되어 있는 구동보드의 일측면에 FPC를 이용하여 연결하게 된다.

다음에 도8은 상술한 센서 기판(9)에 연결되어 센서에서 발생된 전기적인 신호를 디지털 데이터로 변환시키는 구동보드(10)와 센서 기판으로 이루어진 자연광을 이용한 문자 입력장치의 항 실시예를 나타낸 것으로, 센서 기판(9) 상술한 바와 같이 제조되어 설치되며, 상기 센서 기판(9)과 후술하는 구동보드(10)는 FPC에 의해 연결된다.

상기 구동보드(10)는 상기 센서 기판(9)에 형성되어 있는 각각의 센서에 연결되어 전압를 공급하는 드라이버(11)와, 상기 센서 기판에 형성되어 있는 각각의 센서에 연결되어 세로 열(Column Line)을 순차적으로 활성화시킬 목적으로 전압을 공급하는 드라이버(11)와, 상기 드라이버(11) 및 광량차에 의해 가로 열(Row Line)에 생성된 전류는 아날로그 멀티플렉서(12)에 의해 선택되고 상기 아날로그 멀티플렉서(12)에 의해 출력된 전류는 증폭기(15)에서 증폭된다.상기 증폭 신호는 컴퍼레이터(16)에 입력된다. 또한 상기 컴퍼레이터(16)에 입력된 신호와 주위 조도를 감지후 기준 준위를 만드는 회로가 내장된 일루미네이션 레벨 센서(13)와의 전압차를 비교하여 상기 컴퍼레이터(16) 내부에서 디지털 신호로 바뀌게 된다. 상기 드라이버(11)와 아날로그 멀티플렉서(12)는 콘트롤러(14)에 의해 제어된다

상기와 같이 센서 기판(9)과 구동보드(10)로 이루어진 자연광을 이용한 문자 입력장치의 구동방법은 먼저 문자를 입력하고자 하는 문서를 상기 센서 기판(9) 하부에 문자가 기판을 향하도록 위치시키고, 전원을 온(On)시키게 되면 자연광이 센서 기판을 투과하여 문서를 비추게 되고 문서를 비춘 자연광은 문서의 문자 부분과 여백부분에 반사되어 각기 다른 반사광을 발생시킨다. 이때 센서 기판(9)에 형성되어 있는 매트릭스 형태의 센서는 반사광을 감지하여 반사광의 광량차에 의해 전류를 발생하게 된다. 상기와 같이 발생된 전류는 기판에 연결되어 있고 콘트롤러(14)에 의해 제어되는 드라이버(11)에서 공급되는 전압에 의해 증폭되어 출력하게 된다. 상기 출력된 전류의 일부는 출력 선택기능을 갖는 아날로그 멀티플렉서(12)로 입력되고 다른 일부는 일루미네이션 레벨 센서(13)로 입력되어 차후 문자의 순서대로 데이터를 변환시킬수 있도록 한다. 상기 멀티플렉서(12)로 입력되어 아날로그 다중 신호로 변환되는 것은 콘트롤러(14)에 의해 제어되며 상기 신호들은 증폭기(15)로 보내어져 증폭되게 된다. 다음에 상기 증폭된 아날로그 신호는 상기 레벨 센서(13)에서 감지한 신호와 함께 컴파레이터(16)로 공급되어 문자가 문서에 배열되어 있는 순서대로 디지탈 신호로 변환하게 된다. 상기와 같이 변환된 디지탈 데이터 신호는 컴퓨터 등 변환된 디지탈 데이터를 처리할 수 있는 장치로 출력하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 문자 입력장치는 자연광을 이용하여 하나의 문서 전체를 동시에 스캐닝하게 된다.

본 발명의 자연광을 이용한 문자 입력장치는 자연광을 이용하야 메트릭스 형태로 형성되어 있는 센서들에 의해 문서 전체를 한번에 스캐닝하기 때문에 적은 전력으로도 문서를 스캐닝 할 수 있으며, 빛을 발생시키는 램프와 광센서를 구동하기 위한 구동수단이 필요없기 때문에 그 크기를 작게 할 수 있어 휴대용으로도 제조가 가능하다는 장점이 있다.

또한 반사광의 광량차를 인식하여 전류를 발생하는 반도체 광센서를 매트릭스 형태로 형성함으로써 종래의 스캐너가 문서 전체를 스캐닝하기 위해 걸리는 시간을 최소화 할 수 있으므로 여러장의 문서를 빠른 시간내에 입력할 수 있다는 장점이 있다.

Claims (7)

1. 자연광이 문서에 반사되어 발생되는 반사광의 광량차를 감지하여 전기적인 신호로 변화시켜 주는 센서가 매트릭스 형태로 형성되어 있는 투명한 센서 기판과,

   상기 센서 기판에서 감지한 반사광에 의해 센서에서 발생된 전기적인 신호를 디지탈 데이터로 변환시켜 주는 구동보드를 포함하는 것을 특징으로 하는 자연광을 이용한 문자 입력장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 구동보드는 상기 센서 기판에 형성되어 있는 각각의 자연광 감지 센서에 연결되어 센서에서 발생된 전류를 증폭시켜주기 위해 전압를 공급하는 드라이버와,

   상기 센서에서 발생되고 드라이버에 의해 증폭된 전류를 입력받아 출력을 선택할 수 있는 아날로그 멀티플렉서와,

   상기 드라이버와 아날로그 멀티플렉서를 제어하기 위한 콘트롤러와,

   상기 아날로그 멀티플렉서에서 취합된 아날로그 신호를 증폭하는 증폭기와,

   주위 조도를 감지후 기준 준위를 만들어 출력하는 회로가 내장된 일루미네이션 레벨 센서와,

   상기 증폭기에서 증폭된 아날로그 신호와 상기 레벨센서에서 출력된 신호를 입력받아 문자의 전기적인 신호를 디지털 신호로 변환시켜주는 컴파레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 자연광을 이용한 문자 입력장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 센서 기판은 투명한 기판상부에 적어도 하나 이상의 제1전극층을 형성하는 단계와,

   상기 제1전극층 상부에 빛을 감지하여 전류를 발생시킬 수 있는 적어도 한층 이상의 반도체층을 스트라이프 또는 섬상 형태로 형성하는 단계와,

   상기 스트라이프 또는 섬상 형태의 반도체층과 노출된 제1전극층 상부에 제1절연체층을 형성한 후 스트라이프 형태의 반도체층 상부의 제1절연층을 일부 식각하여 접촉홀을 형성하는 단계와,

   상기 접촉홀 상부에 제2전극층을 형성하는 단계와,

   상기 제2전극층과 노출된 제1절연체층 상부에 제2절연층을 형성하는 단계와,

   상기 유리기판 일측에 제1전극층, 제1절연체층 그리고 제2절연체층이 순차적으로 형성되어 있는 곳을 식각한 후 패드 전극을 형성하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된 센서 기판을 특징으로 하는 자연광을 이용한 문자 입력장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 반도층이 자연광 감지 센서인 것을 특징으로 하는 자연광을 이용한 문자 입력장치.
5. 제3항에 있어서,

   상기 제1전극층은 투명전극층으로 구성되고,제2전극층은 반사 및 도전기능을 갖는 물질로 구성 된 것을 특징으로 하는 자연광을 이용한 문자 입력장치.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 제1절연층과 제2절연층을 이루는 물질은 투명하고 절연성인 큰 물질인 것을 특징으로 하는 자연광을 이용한 문자 입력장치.
7. 제3항에 있어서,

   반사기능과 도전기능을 갖는 제2전극층이 제1절연층의 일부 및 반도체층을 피복하도록 형성된 것을 특징으로 하는 자연광을 이용한 문자 입력장치.