KR102446916B1 - optical digital pen by use of light scattering having fusion-spliced optical fiber - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 일반적으로 광학식 전자펜 구조에 관한 것이다. FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to optical electronic pen structures.
특히, 본 발명은 광학식 전자펜에 광 산란을 적용함으로써 매끈한 표면의 디스플레이 패널에서 광학식 전자펜이 기울어진 상태로 움직이는 경우에도 전자펜 위치코드를 획득할 수 있고 광원과 광파이버를 광융착 접합함으로써 광산란 구조에서 위치코드 판독 성능을 보강하도록 구성한 광융착 광파이버를 이용한 광 산란 기반의 광학식 전자펜에 관한 것이다. In particular, by applying light scattering to the optical electronic pen, the present invention can obtain an electronic pen location code even when the optical electronic pen moves in an inclined state on a display panel with a smooth surface. It relates to an optical electronic pen based on light scattering using an optical fusion optical fiber configured to reinforce the location code reading performance.
일반적으로 전자펜(스마트펜, 터치펜)은 사용자의 필기 내용을 전자기기(예: 랩톱컴퓨터, 스마트폰, 전자칠판 등)에 디스플레이하고 파일로 저장하는 용도로 사용되며, 이를 위해 도트 패턴(dot pattern)이 인쇄된 특수용지 위에서 사용자가 필기하면 그 궤적 정보를 전자펜이 읽어들여 전자기기로 무선 전송한다. In general, electronic pens (smart pens, touch pens) are used to display the user's handwriting on electronic devices (e.g., laptop computers, smart phones, electronic blackboards, etc.) and to save them as files. When the user writes on special paper on which the pattern) is printed, the electronic pen reads the trajectory information and wirelessly transmits it to the electronic device.
또한, 태블릿 PC나 랩톱컴퓨터 등의 프리미엄 제품에서 전자펜 기능이 적용되고 있고 노타빌리티(Notability), 굿노트(GoodNotes) 등과 같은 필기 앱도 발전하고 있어 전자기기를 위한 전자펜 수요가 증가하고 있다. In addition, the electronic pen function is being applied to premium products such as tablet PCs and laptop computers, and writing apps such as Notability and GoodNotes are also developing, so the demand for electronic pens for electronic devices is increasing.
전자펜 솔루션으로서 EMR(전자기공명 ElectroMagnetic Resonance) 방식의 스타일러스(stylus) 펜 기술과 정전 방식의 액티브 펜(active pen) 기술이 일반적으로 사용된다. 그런데, 이들 기술은 10인치 이상의 디스플레이에서는 성능 확보가 기술적으로 어려울 뿐만 아니라, 디스플레이 패널에 2차원 센서 배열을 설치해야 하므로 디스플레이 사이즈 증가에 따라 제조비용이 크게 증가하며 폴딩, 롤링, 슬라이딩 등의 폼팩터 변화에 대응하기 곤란한 단점이 있다. As an electronic pen solution, EMR (ElectroMagnetic Resonance) type stylus pen technology and electrostatic type active pen technology are generally used. However, these technologies are not only technically difficult to secure performance in 10-inch or larger displays, but also require a two-dimensional sensor array to be installed on the display panel. It has the disadvantage of being difficult to deal with.
이러한 배경에서 광학식 전자펜(optical digital pen)이 전자기기용 펜 솔루션으로 개발되고 있다. 광 방식에서는 도트(dot) 패턴이 적용된 투명필름을 디스플레이 패널에 부착하는 등에 의해 디스플레이 상에 위치코드만 형성하면 되므로 디스플레이 사이즈가 증가해도 펜 특성 열화나 제조비용 상승이 거의 없을 뿐만 아니라 폴딩, 롤링, 슬라이딩 등의 폼팩터 변화에도 효과적으로 대응할 수 있다. In this background, an optical digital pen is being developed as a pen solution for electronic devices. In the optical method, only the location code is formed on the display by attaching a transparent film to which a dot pattern is applied to the display panel. It can effectively respond to form factor changes such as sliding.
[도 1]은 광학식 전자펜(10)의 내부 구성과 작동 방식을 개념적으로 나타낸 도면이고, [도 2]는 광학식 전자펜(10)과 스마트 단말장치(300) 간의 협조동작을 나타내는 블록도이다. [FIG. 1] is a diagram conceptually showing the internal configuration and operation method of the optical
펜바디(11)를 그립(grip)한 상태로 디스플레이 패널(200) 상에 필기하면 펜팁(12)이 디스플레이 패널(200)의 표면에 맞닿은 상태로 동작 궤적을 이루게 된다. 이때, 디스플레이 패널(200)은 다양한 재질로 이루어질 수 있는데, 일반적인 종이 재질로 이루어질 수도 있고 유리나 강화 플라스틱 재질의 액정(LCD) 또는 유기발광다이오드(OLED) 소자로 이루어질 수도 있다. When writing on the
전자펜 제어부재(14)는 사용자가 필기하고 있는 사실을 압력센싱유닛(13)을 통해 식별한다. 압력센싱유닛(13)은 압력센서 지지유닛(13a)에 의해 후방 지지되므로 필기에 의해 펜팁(12)에 인가된 압력을 감지할 수 있다. 일반적으로 전자펜 제어부재(14)는 필기 사실을 식별하면 IR 발광유닛(17)을 제어하여 펜팁(12)의 움직임을 따라 디스플레이 패널(200)의 외표면에 빛(예: 적외선(IR) 광)을 조사하도록 한다. The electronic
IR 발광유닛(17)이 조사한 빛은 디스플레이 패널(200)의 표면에서 반사되는데, IR 수광유닛(16)이 그 반사광을 수광한다. 디스플레이 패널(200)에는 위치코드(210)가 인쇄 또는 디스플레이 형성되어 있다. 위치코드(210)는 특수한 인코딩 규칙에 따라 이루어진 도트 패턴으로 구현될 수 있다. 디스플레이 패널(200)에 적외선 광원을 흡수하는 투명 도트 패턴이 적용된 투명필름을 부착하고, 그 위에서 IR 발광유닛(17)이 조사하는 것이다. IR 수광유닛(16)이 반사광(IR 반사광)을 수집하면 펜팁(12)의 이동궤적에 대응하는 위치코드(210) 정보도 함께 획득하게 된다. IR 수광유닛(16)은 IR 필터부(16a), CMOS 광학부(16b), IR 센서부(16c)로 구성될 수 있다. The light irradiated by the IR
전자펜 제어부재(14)의 좌표 계산부(14a)는 IR 수광유닛(16)이 획득한 위치코드(210)를 분석하여 펜팁(12)이 디스플레이 패널(200) 상에서 움직인 일련의 위치정보를 획득한다. 좌표 계산부(14a)가 획득한 위치정보는 무선통신유닛(18)을 통해 스마트 단말장치(300)의 단말 통신부(310)에 근거리 무선통신(예: 블루투스)으로 전송된다. The
전자펜 제어부재(14)의 하드웨어 제어부(14b)는 광학식 전자펜(10)의 하드웨어를 전반적으로 제어한다. 예를 들면, 하드웨어 제어부(14b)는 압력센싱유닛(13)으로부터 압력감지 정보를 수신하고, IR 발광유닛(17)을 턴온 제어 또는 턴오프 제어하며, IR 수광유닛(16)의 동작을 제어한다. The
그리고, 스마트 단말장치(300)의 단말 제어부(320)가 단말 통신부(310)를 통해 수신한 일련의 위치정보를 기초로 펜팁(12)의 이동 궤적을 단말 패널부(330)에 표시한다. 단말 패널부(330)는 디스플레이 패널(200)에 대응하는 것이 일반적인데, 이에 한정되는 것은 아니다. Then, the
이처럼 사용자가 필기한 내용(궤적)을 스마트 단말장치(300)가 정확하게 표시하기 위해서는 광학식 전자펜(10)의 IR 수광유닛(16)이 디스플레이 패널(200)의 위치코드(210)를 획득할 수 있어야 하는데, 이를 위해서는 IR 발광유닛(17)에서 조사된 빛이 디스플레이 패널(200)에 반사된 후 IR 수광유닛(16)에 양호하게 전달되어야 한다. In order for the
[도 3]은 종래기술에서 패널 재질에 따른 광학식 전자펜(10)의 사용 상태를 대비하여 나타내는 예시도이다. [FIG. 3] is an exemplary diagram showing the state of use of the optical
[도 3] (a)는 거친 표면의 재질, 예컨대 종이 재질의 패널(201)에 광학식 전자펜(10)을 사용하는 상태를 나타낸다. 종이 재질의 패널(201)에 사용하는 경우에는 광학식 전자펜(10)을 세우든 기울이든 IR 발광유닛(17)에서 조사된 빛이 패널(201)에서 반사된 후 IR 수광유닛(16)에 양호하게 전달될 수 있다. 거친 표면의 패널(201)이 IR 발광유닛(17)에서 조사된 빛을 난반사시키므로 그 반사광의 일부가 IR 수광유닛(16)으로 들어가게 되고 위치코드(211)를 판독할 수 있는 것이다. 그로 인해, 종이 재질의 패널(201)에서는 광학식 전자펜(10)의 기울임 각도에 신경쓰지 않고 사용할 수 있다. [FIG. 3] (a) shows a state in which the optical
[도 3] (b)는 매끈한 표면의 재질, 예컨대 유리나 투명 플라스틱 재질의 패널(202)에 광학식 전자펜(10)을 사용하는 경우에 발생되는 상태를 나타낸다. 유리 또는 투명 플라스틱 재질의 패널(202)에 사용하는 경우에는 광학식 전자펜(10)을 일정 이상 기울이면 IR 발광유닛(17)에서 조사된 빛이 패널(202)에서 반사된 후 IR 수광유닛(16)에 충분히 전달되지 않아 위치코드(212)의 판독이 곤란해진다. 매끈한 표면의 패널(202)은 IR 발광유닛(17)에서 조사된 빛을 입사각에 대칭으로 균일하게 반사시키므로 광학식 전자펜(10)을 기울이면 IR 수광유닛(16)으로 들어가는 반사광이 점점 감소하게 되며, 임계 각도를 넘어가면 위치코드(212)를 판독할 수 없게 되는 것이다.[Fig. 3] (b) shows a state that occurs when the optical
이처럼 매끈한 표면의 패널 재질에서 광학식 전자펜(10)을 일정 이상 기울이면 IR 수광유닛(16)으로 들어가는 반사광의 양이 임계치 이하로 떨어져서 광학식 전자펜(10)이 정상적으로 작동할 수 없게 된다. 그에 따라, 광학식 전자펜(10)은 태블릿 PC나 랩톱컴퓨터 등과 같은 전자기기에는 적합하지 않다는 인식이 있었다.If the optical
본 발명의 목적은 일반적으로 광학식 전자펜 기술을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an optical electronic pen technology in general.
특히, 본 발명의 목적은 광학식 전자펜에 광 산란을 적용함으로써 매끈한 표면의 디스플레이 패널에서 광학식 전자펜이 기울어진 상태로 움직이는 경우에도 전자펜 위치코드를 획득할 수 있고 광원과 광파이버를 광융착 접합함으로써 광산란 구조에서 위치코드 판독 성능을 보강하도록 구성한 광융착 광파이버를 이용한 광 산란 기반의 광학식 전자펜을 제공하는 것이다. In particular, it is an object of the present invention to obtain an electronic pen location code even when the optical electronic pen moves in an inclined state on a smooth surface display panel by applying light scattering to the optical electronic pen, and by optically fusion bonding the light source and the optical fiber. An object of the present invention is to provide an optical electronic pen based on light scattering using a light fusion optical fiber configured to reinforce location code reading performance in a light scattering structure.
한편, 본 발명의 해결 과제는 이들 사항에 제한되지 않으며 본 명세서의 기재로부터 다른 해결 과제가 이해될 수 있다. On the other hand, the problem to be solved of the present invention is not limited to these matters, and other problems to be solved can be understood from the description of the present specification.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 광융착 광파이버를 이용한 광 산란 기반의 광학식 전자펜은, 광학식 전자펜의 몸체를 형성하는 펜바디 부재(110); 펜바디 부재(110)의 일단부에 연결되어 광학식 전자펜의 펜팁을 형성하는 펜팁 부재(120); 위치코드(210)가 형성된 디스플레이 패널(200)에 조사할 광을 생성하는 IR 발광부재(140); 펜팁 부재에 근접 배치된 상태로 IR 발광부재로부터 전달되는 광을 디스플레이 패널에 대해 산란시키는 IR 광산란 부재(150); IR 발광부재(140)와 IR 광산란 부재(150)를 상호 연결시키는 광파이버 부재(142); 광융착 부재(143b)에 의해 IR 발광부재(140)의 광(140d)을 광파이버 부재(142)의 광파이버 코어 내부로 함입 조사하여 IR 발광부재(140)와 광파이버 부재(142)를 광학적으로 접속시키는 광커넥터 부재(143); 디스플레이 패널(200)에 의한 반사광을 수광하여 디스플레이 패널(200)의 위치코드(210)를 센싱하는 IR 수광부재(160); IR 발광부재(140)를 턴온 또는 턴오프 제어하고 IR 수광부재(160)를 통해 수광하는 반사광으로부터 펜팁 부재(120)가 디스플레이 패널(200) 상에서 이동한 일련의 위치정보를 획득하는 전자펜 제어부재(170); 전자펜 제어부재(170)가 획득한 일련의 위치정보를 외부의 스마트 단말장치(300)에 근거리 무선통신으로 전송하는 무선통신부재(180);를 포함하여 구성된다. In order to achieve the above object, an optical electronic pen based on light scattering using an optical fusion optical fiber according to the present invention includes a
본 발명에서 IR 발광부재(140)는 VCSEL 발광부재(140b)를 구비하여 광융착 부재(143b)를 통해 광파이버 부재(142)의 광파이버 코어 내부로 광을 집속 조사하도록 구성되는 것이 바람직하다. In the present invention, the IR
본 발명에서 IR 광산란 부재(150)는, 펜팁 부재(120)에 근접하여 디스플레이 패널(200)을 지향하도록 배치되고 IR 발광부재(140)에서 생성된 광을 디스플레이 패널(200)에 대해 여러 방향으로 산란시키는 측방 광산란 부재(151); 펜바디 부재(110)가 절곡되어 디스플레이 패널(200)을 대향하는 부위에 배치되고 IR 발광부재(140)에서 생성된 광을 디스플레이 패널(200)에 대해 여러 방향으로 산란시키는 하방 광산란 부재(152, 153);를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 광파이버 부재(142)는, 펜바디 부재(110)를 따라 길이 방향으로 배치되어 IR 발광부재(140)에서 생성된 광을 측방 광산란 부재(151)로 가이드하는 측방 광파이버 부재(144); IR 발광부재(140)에서 생성된 광을 하방 광산란 부재(152, 153)로 가이드하는 하방 광파이버 부재(145, 146);를 포함하여 구성된다. 이때, 광커넥터 부재(143)는 광융착 부재(143b)에 의해 IR 발광부재(140)의 복수의 광(140d)을 개별적으로 측방 광파이버 부재(144)와 하방 광파이버 부재(145, 146)의 해당 광파이버 코어 내부로 각각 함입시켜 IR 발광부재(140)와 광파이버 부재(142)를 광학적으로 접속시키도록 구성된다. In the present invention, the IR
또한, 본 발명에서 IR 광산란 부재(150)는, 펜팁 부재(120)에 근접하여 디스플레이 패널(200)을 지향하도록 배치되고 IR 발광부재(140)에서 생성된 광을 디스플레이 패널(200)에 대해 여러 방향으로 산란시키는 측방 광산란 부재(151);를 구비할 수 있다. 이때, 광파이버 부재(142)는, 펜바디 부재(110)를 따라 길이 방향으로 배치되어 IR 발광부재(140)에서 생성된 광을 측방 광산란 부재(151)로 가이드하는 측방 광파이버 부재(144);를 구비한다. 이때, 본 발명에 따른 광융착 광파이버를 이용한 광 산란 기반의 광학식 전자펜은, 펜바디 부재(110)가 절곡되어 디스플레이 패널(200)을 대향하는 부위에 배치되고 IR 발광부재(140)에서 생성된 광을 디스플레이 패널(200)을 향해 하방으로 조사하는 하방 광토출 부재(147, 148); IR 발광부재(140)에서 생성된 광을 하방 광토출 부재(147, 148)로 가이드하는 하방 광파이버 부재(145, 146);를 더 포함하여 구성된다. 또한, 광커넥터 부재(143)는 광융착 부재(143b)에 의해 IR 발광부재(140)의 복수의 광(140d)을 개별적으로 측방 광파이버 부재(144)와 하방 광파이버 부재(145, 146)의 해당 광파이버 코어 내부로 각각 함입시켜 IR 발광부재(140)와 광파이버 부재(142)를 광학적으로 접속시키도록 구성된다. In addition, in the present invention, the IR
본 발명에 따르면 광학식 전자펜을 태블릿 PC나 랩톱컴퓨터 등과 같은 매끈한 표면의 디스플레이 패널과 함께 양호하게 사용할 수 있는 장점이 있다. According to the present invention, there is an advantage that the optical electronic pen can be used well with a display panel having a smooth surface, such as a tablet PC or a laptop computer.
특히, 본 발명에 따르면 광학식 전자펜에서 광원과 광파이버를 광융착 접합하여 광량 손실을 낮춤에 따라 광산란 구조에서 위치코드 판독 성능을 양호하게 유지할 수 있는 장점이 있다. In particular, according to the present invention, the optical electronic pen has the advantage of maintaining good position code reading performance in the light scattering structure by optically fusion bonding the light source and the optical fiber to reduce the loss of light.
[도 1]은 광학식 전자펜의 내부 구성과 작동 방식을 나타내는 블록도.
[도 2]는 광학식 전자펜과 스마트 단말장치 간의 협조동작을 나타내는 블록도.
[도 3]은 종래기술에서 패널 재질에 따른 광학식 전자펜의 사용 상태를 대비하여 나타내는 예시도.
[도 4]는 본 발명에 따른 광 산란 기반의 광학식 전자펜을 개념적으로 나타내는 예시도.
[도 5]는 본 발명에 따른 광융착 광파이버를 이용한 광 산란 기반의 광학식 전자펜의 제 1 실시예를 나타내는 블록도.
[도 6]은 본 발명에 따른 광융착 광파이버를 이용한 광 산란 기반의 광학식 전자펜의 제 2 실시예를 나타내는 블록도.
[도 7]은 본 발명에 따른 광융착 광파이버를 이용한 광 산란 기반의 광학식 전자펜의 제 3 실시예를 나타내는 블록도.
[도 8]은 본 발명에 따른 광융착 광파이버를 이용한 광 산란 기반의 광학식 전자펜의 제 4 실시예를 나타내는 블록도.
[도 9]는 본 발명에 따른 광융착 광파이버를 이용한 광 산란 기반의 광학식 전자펜의 제 5 실시예를 나타내는 블록도.
[도 10]은 본 발명에 따른 광융착 광파이버를 이용한 광 산란 기반의 광학식 전자펜의 제 6 실시예를 나타내는 블록도.
[도 11]은 본 발명에서 LED 광원과 VCSEL 광원을 비교하여 나타내는 도면.
[도 12]는 본 발명에서 광원과 광파이버를 광학적으로 접속시키는 구성을 나타내는 도면.[FIG. 1] is a block diagram showing the internal configuration and operation of an optical electronic pen.
[Figure 2] is a block diagram showing a cooperative operation between an optical electronic pen and a smart terminal device.
[FIG. 3] is an exemplary view showing the state of use of the optical electronic pen according to the panel material in the prior art in comparison.
[Fig. 4] is an exemplary view conceptually showing an optical electronic pen based on light scattering according to the present invention.
[Fig. 5] is a block diagram showing a first embodiment of an optical electronic pen based on light scattering using an optical fusion optical fiber according to the present invention.
[Fig. 6] is a block diagram showing a second embodiment of an optical electronic pen based on light scattering using an optical fusion optical fiber according to the present invention.
7 is a block diagram showing a third embodiment of an optical electronic pen based on light scattering using an optical fusion optical fiber according to the present invention.
[Fig. 8] is a block diagram showing a fourth embodiment of an optical electronic pen based on light scattering using an optical fusion optical fiber according to the present invention.
9 is a block diagram showing a fifth embodiment of an optical electronic pen based on light scattering using an optical fusion optical fiber according to the present invention.
[Fig. 10] is a block diagram showing a sixth embodiment of an optical electronic pen based on light scattering using an optical fusion optical fiber according to the present invention.
[Figure 11] is a view showing a comparison of the LED light source and the VCSEL light source in the present invention.
[Fig. 12] is a diagram showing a configuration for optically connecting a light source and an optical fiber in the present invention.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
본 발명에 따른 광학식 전자펜(100)을 설명함에 있어서 종래기술의 광학식 전자펜(10)과 중복되는 부분에 대해서는 자세한 설명을 생략할 수 있다. In describing the optical
[도 4]는 본 발명에 따른 광 산란 기반의 광학식 전자펜(100)을 개념적으로 나타내는 블록도이고, [도 5]는 본 발명에 따른 광융착 광파이버를 이용한 광 산란 기반의 광학식 전자펜(100)의 제 1 실시예를 나타내는 블록도이다. [Fig. 4] is a block diagram conceptually showing a light scattering-based optical
[도 4]와 [도 5]를 참조하면, 본 발명에 따른 광학식 전자펜(100)은 펜바디 부재(110), 펜팁 부재(120), 압력센서 부재(130), IR 발광부재(140), IR 광산란 부재(150), IR 수광부재(160), 전자펜 제어부재(170), 무선통신부재(180)를 구비한다. 이들 각 구성요소에 대해 살펴본다. 4 and 5, the optical
펜바디 부재(110)는 광학식 전자펜(100)의 몸체를 형성하며 바람직하게는 사용자가 손으로 그립하기 편리하도록 바(bar) 형태로 길게 형성될 수 있다. The
펜팁 부재(120)는 광학식 전자펜(100)의 펜팁을 형성하며 펜바디 부재(110)의 일단부에 배치된다. 펜팁 부재(120)는 디스플레이 패널(200)의 상면에서 사용자의 조작에 따라 슬라이딩하도록 구성될 수 있다. The
압력센서 부재(130)는 펜팁 부재(120)가 디스플레이 패널(200)에 물리적으로 접촉하는 이벤트를 압력 감지를 통해 검출하는 구성요소이다. 압력센서 부재(130)에서 펜팁 부재(120)의 후단부에 맞닿는 부분은 바람직하게는 함몰 라운딩 형성되어 펜팁 부재(120)의 부단부와 정합하면서 그립(grip)하는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 함몰 라운딩 처리에 의해, 사용자가 펜바디 부재(110)를 기울인 상태로 사용하는 경우에도 압력센서 부재(130)가 펜팁 부재(120)의 후단부와 양호하게 맞닿게 되고, 그로 인해 펜팁 부재(120)에 의한 압력이 압력센서 부재(130)에 양호하게 전달될 수 있다. 여기서, 압력센서 부재(130)의 함몰된 부분에 맞닿는 펜팁 부재(120)의 후단부도 둥글게 돌출 라운딩 형성됨이 바람직하다. The
한편, 센서 지지부재(131)는 압력센서 부재(130)의 형상에 대응하여 그 압력센서 부재(130)가 펜바디 부재(110)에 양호하게 연결된 상태를 유지하도록 후방에서 지지하는 구성요소이다. 텐션 부재(132)는 펜팁 부재(120)가 펜바디 부재(110)의 내외부를 출몰하도록 펜팁 부재(120)에 대해 복원력을 제공하는 구성요소로서, 예컨대 용수철로 구성될 수 있다. On the other hand, the
IR 발광부재(140)는 디스플레이 패널(200)에 조사(radiation)할 광(예: IR 광)을 생성하는 구성요소이다. The IR
IR 광산란 부재(150)는 펜팁 부재(120)에 근접하여 디스플레이 패널(200)을 지향하도록 배치되며, IR 발광부재(140)에서 생성된 광을 디스플레이 패널(200)에 대해 여러 방향으로 불규칙하게 산란(scattering)시키는 구성요소이다. [도 5]에서는 IR 발광부재(140)에서 생성된 광이 광파이버 부재(142)를 통해 펜팁 부재(120) 근방으로 가이드된 후에 IR 광산란 부재(150)를 통과하면서 산란되는 형태로 도시되어 있는데, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 구현 예에 따라서는 IR 발광부재(140)에서 생성된 광이 IR 광산란 부재(150)에서 반사되면서 산란되는 형태도 가능하다. The IR
펜팁 부재(120)에 근접하여 디스플레이 패널(200)을 지향할 수 있도록 IR 광산란 부재(150)는 펜팁 부재(120)의 길이 방향에 대해 비스듬하게 기울어져 배치되는 것이 바람직하다. IR 광산란 부재(150)의 설치를 위해 펜팁 부재(120)의 단부가 [도 5]에서와 같이 절곡 형성될 수 있다. The IR
그 결과, IR 광산란 부재(150)로부터 다양한 방향으로 광이 조사된다. 디스플레이 패널(200, 202)의 매끈한 표면은 입사각에 대칭으로 광을 반사시키므로 디스플레이 패널(200)로부터의 반사광도 다양한 방향으로 형성된다. 그에 따라, 그 반사광의 일정 분량이 [도 4]의 우측과 같이 IR 수광부재(160)를 향할 수 있다. As a result, light is irradiated from the IR
IR 수광부재(160)는 자신의 유효 수광영역(Field of View, FOV) 내부로 들어오는 반사광을 수광하여 디스플레이 패널(200)의 위치코드(210)를 센싱하는 구성요소이다. 설명의 편의를 위해 IR 수광부재(160)의 FOV를 명기하였다. IR 수광부재(160)는 IR 필터부재(161), CMOS 광학부재(162), IR 센서부재(163)를 구비할 수 있다. [도 4]를 참조하면, 전자펜(100)을 세워서 사용하든 기울여서 사용하든 디스플레이 패널(212)로부터의 반사광이 IR 수광부재(160)의 FOV 안으로 입사하게 되며, 그에 따라 위치코드(212)의 판독이 가능하다. The IR
전자펜 제어부재(170)는 본 발명에서 광학식 전자펜(100)에 대한 전반적인 동작 제어를 수행한다. 예를 들어, 압력센서 부재(130)로부터 전달되는 압력정보에 기초하여 펜팁 부재(120)가 디스플레이 패널(200) 상에서 움직이고 있음을 인지할 수 있다. 또한, 전자펜 제어부재(170)는 압력정보에 기초하여 혹은 다른 판단기준에 의해 IR 발광부재(140)를 턴온 제어한다. 그리고, 전자펜 제어부재(170)는 IR 수광부재(160)가 판독한 위치코드(212)에 기초하여 펜팁 부재(120)가 디스플레이 패널(200) 상에서 이동한 일련의 위치정보(좌표정보)를 획득하고 무선통신부재(180)에 전달한다. The electronic
무선통신부재(180)는 전자펜 제어부재(170)로부터 제공되는 위치정보를 근거리 무선통신(예: 블루투스)으로 외부의 스마트 단말장치(300)에 전송한다. The
[도 5]를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광학식 전자펜(100)에서 IR 발광부재(140)와 IR 광산란 부재(150)가 상호 이격되어 설치되어 있고 이들(140, 150) 간에 광파이버 부재(142)를 설치하였다. 전자펜 제어부재(170)와 IR 발광부재(140)는 펜팁 부재(120)와는 이격된 펜바디 부재(110)의 중간 부분에 설치되고 IR 광산란 부재(150)는 펜팁 부재(120)의 측부에 대응하는 펜바디 부재(110)에 설치되었다. 5, in the optical
광학식 전자펜(100)을 슬림(slim)하게 설계하는 경우에는 펜바디 부재(110)의 끝부분에 펜팁 부재(120)와 IR 발광부재(140)와 IR 광산란 부재(150)를 모두 설치하는 것이 곤란하다. 또한, 슬림한 설계가 아니더라도 펜팁 부재(120)와 IR 발광부재(140)와 IR 광산란 부재(150)를 펜바디 부재(110)의 끝부분에 배치하는 것은 무게배분에 따른 조작성 측면에서도 바람직하지 않다. When the optical
그에 따라, IR 발광부재(140)를 펜팁 부재(120)와는 이격된 펜바디 부재(110)의 중간 부분에 배치하였다. 광파이버 부재(142)는 상호 이격 설치된 IR 발광부재(140)와 IR 광산란 부재(150) 사이에서 광을 가이드하는 구성요소이다. 즉, 광파이버 부재(142)는 펜바디 부재(110)를 따라 길이 방향으로 배치되어 IR 발광부재(140)가 생성한 광을 IR 광산란 부재(150)로 가이드한다. Accordingly, the IR
[도 5]에는 광파이버 부재(142)가 IR 광산란 부재(150)의 배면으로 광을 가이드하여 광이 IR 광산란 부재(150)를 통과하면서 산란하도록 도시되었다. 구현 예에 따라서는 광파이버 부재(142)가 IR 광산란 부재(150)의 정면으로 광을 가이드하여 광이 IR 광산란 부재(150)에서 반사되면서 산란되는 구성도 가능하다. In FIG. 5 , the
광커넥터 부재(143)는 IR 발광부재(140)와 광파이버 부재(142)를 광학적으로 접속시키는 구성요소로서, 광커넥터 부재(143)의 구성에 대해서는 [도 11]과 [도 12]를 참조하여 후술한다. The
[도 6]은 본 발명에 따른 광융착 광파이버를 이용한 광 산란 기반의 광학식 전자펜(100)의 제 2 실시예를 나타내는 블록도이다. [Fig. 6] is a block diagram showing a second embodiment of the optical
본 발명의 제 2 실시예에 따른 광학식 전자펜(100)에서는 펜팁 부재(120)와 IR 광산란 부재(150)를 단일 패키지 형태로 형성하고, 이들이 일체로서 펜바디 부재(110)에 대해 직선 운동하도록 구성하였다. In the optical
[도 5]를 참조하여 전술한 바와 같이, IR 발광부재(140)를 펜팁 부재(120)와는 이격된 펜바디 부재(110)의 중간 부분에 배치하고 광파이버 부재(142)를 통해 이처럼 상호 이격 설치된 IR 발광부재(140)와 IR 광산란 부재(150) 사이에서 광을 가이드하도록 구성한다. As described above with reference to [Fig. 5], the IR
광커넥터 부재(143)는 IR 발광부재(140)와 광파이버 부재(142)를 광학적으로 접속하는 구성요소로서, 광커넥터 부재(143)의 구성에 대해서는 [도 11]과 [도 12]를 참조하여 후술한다. The
[도 7]과 [도 8]은 본 발명에 따른 광융착 광파이버를 이용한 광 산란 기반의 광학식 전자펜(100)의 제 3 실시예와 제 4 실시예를 각각 나타내는 블록도이다. [도 7]과 [도 8]의 제 3, 4 실시예는 [도 5]와 [도 6]의 제 1, 2 실시예를 각각 개량한 구성이다. 이하에서는 제 1, 2 실시예로부터 개량된 부분에 대해서 기술한다. 7 and 8 are block diagrams respectively showing a third embodiment and a fourth embodiment of the optical
본 발명의 제 3, 4 실시예에 따른 광학식 전자펜(100)은 IR 광산란 부재로서 측방 광산란 부재(151)와 하방 광산란 부재(152, 153)를 구비하고 광파이버 부재로서 측방 광파이버 부재(144)와 하방 광파이버 부재(145, 146)를 구비하는 점에서 제 1, 2 실시예와 차이점을 갖는다. The optical
측방 광산란 부재(151)는 펜팁 부재(120)에 근접하여 디스플레이 패널(200)을 지향하도록 배치되고 IR 발광부재(140)에서 생성된 광을 디스플레이 패널(200)에 대해 여러 방향으로 산란시키는 구성요소이다. 측방 광산란 부재(151)는 제 3 실시예에서는 펜팁 부재(120)의 측부에 대응하는 펜바디 부재(110)에 설치되고 제 4 실시예에서는 펜팁 부재(120)와 단일 패키지 형태로 형성한다. The side
하방 광산란 부재(152, 153)는 펜바디 부재(110)가 절곡되어 디스플레이 패널(200)을 대향하는 부위에 배치되어 있으며, IR 발광부재(140)에서 생성된 광을 디스플레이 패널(200)에 대해 여러 방향으로 산란시키는 구성요소이다. The lower
이때, 측방 광산란 부재(151)는 디스플레이 패널(200)을 지향하도록 비스듬히 기울어지게 배치되고, 하방 광산란 부재(152, 153)는 디스플레이 패널(200)을 정면으로 대향하도록 배치되는 구성을 바람직하게 갖는다. In this case, the side
측방 광산란 부재(151)는 사용자가 광학식 전자펜(100)을 매끈한 표면의 디스플레이 패널(200)에 비스듬히 기울여서 사용하는 경우에 IR 수광부재(160)의 FOV로 전달되는 반사광의 광량을 확보하기 위한 구성이다. 그런데, 측방 광산란 부재(151)를 통해서만 광 조사가 이루어지는 구성에서는 사용자가 매끈한 표면의 디스플레이 패널(200)에 광학식 전자펜(100)을 세워서 사용하는 경우에 IR 수광부재(160)의 FOV로 전달되는 반사광의 광량이 확보되기 어려운 단점이 있다. The side
이러한 점을 고려하여 제 3, 4 실시예에서는 하방 광산란 부재(152, 153)를 배치하여 사용자가 광학식 전자펜(100)을 매끈한 표면의 디스플레이 패널(200)에 세워서 사용하는 경우에 IR 수광부재(160)의 FOV로 전달되는 반사광의 광량을 확보할 수 있도록 구성하였다. In consideration of this point, in the third and fourth embodiments, the IR light receiving member ( 160) to secure the amount of reflected light transmitted to the FOV.
측방 광파이버 부재(144)는 IR 발광부재(140)에서 생성된 광을 측방 광산란 부재(151)로 가이드하는 구성요소이다. 측방 광산란 부재(151)가 펜팁 부재(120)에 근접하여 배치됨에 따라 측방 광파이버 부재(144)는 IR 발광부재(140)로부터 펜바디 부재(110)를 따라 길이 방향으로 배치된다. The side
하방 광파이버 부재(145, 146)는 IR 발광부재(140)에서 생성된 광을 하방 광산란 부재(152, 153)로 가이드하는 구성이다. The lower
광커넥터 부재(143)는 IR 발광부재(140)와 측방 광파이버 부재(144) 및 하방 광파이버 부재(145, 146)를 광학적으로 접속하는 구성요소로서, 광커넥터 부재(143)의 구성에 대해서는 [도 11]과 [도 12]를 참조하여 후술한다. The
[도 9]와 [도 10]은 본 발명에 따른 광융착 광파이버를 이용한 광 산란 기반의 광학식 전자펜(100)의 제 5 실시예와 제 6 실시예를 각각 나타내는 블록도이다. [도 9]와 [도 10]의 제 5, 6 실시예는 [도 7]과 [도 8]의 제 3, 4 실시예를 각각 변형한 구성이다. 이하에서는 제 3, 4 실시예로부터 변형된 부분에 대해서 기술한다. [Fig. 9] and [Fig. 10] are block diagrams respectively showing a fifth embodiment and a sixth embodiment of the optical
본 발명의 제 5, 6 실시예에 따른 광학식 전자펜(100)은 하방 광산란 부재(152, 153) 대신 하방 광토출 부재(147, 148)를 구비하는 점에서 제 3, 4 실시예와 차이점을 갖는다. The optical
하방 광토출 부재(147, 148)는 펜바디 부재(110)가 절곡되어 디스플레이 패널(200)을 대향하는 부위에 배치되고 IR 발광부재(140)에서 생성된 광을 디스플레이 패널(200)을 향해 하방으로 조사하는 구성요소이다. 사용자가 매끈한 표면의 디스플레이 패널(200)에 광학식 전자펜(100)을 세워서 사용하는 경우에 광을 산란시키지 않고 그대로 조사하는 것이 인식율을 높일 수 있음을 고려한 것이다. 하방 광토출 부재(147, 148)는 광 토출공으로 구현될 수도 있고 투명 플라스틱으로 구현될 수도 있다. The lower
광커넥터 부재(143)는 IR 발광부재(140)와 측방 광파이버 부재(144) 및 하방 광파이버 부재(145, 146)를 광학적으로 접속하는 구성요소로서, 광커넥터 부재(143)의 구성에 대해서는 [도 11]과 [도 12]를 참조하여 후술한다. The
이상에서 [도 4] 내지 [도 10]을 참조하여 본 발명에 따른 광융착 광파이버를 이용한 광 산란 기반의 광학식 전자펜의 6가지 실시예에 대해 기술하였다. 이하에서는 [도 11]과 [도 12]를 참조하여 IR 발광부재(140)의 구성 및 이 IR 발광부재(140)와 광파이버 부재(142, 144, 145, 146)를 광학적으로 접속시키는 광커넥터 부재(143)에 대해 기술한다. With reference to [Fig. 4] to [Fig. 10] above, six embodiments of the optical electronic pen based on light scattering using the optical fusion optical fiber according to the present invention have been described. Hereinafter, with reference to [Fig. 11] and [Fig. 12], the configuration of the IR
[도 11]은 본 발명에서 IR 발광부재(140)로서 채택 가능한 LED 광원(140a)과 VCSEL 광원(140b)을 비교하여 나타내는 도면이다.[Fig. 11] is a view showing a comparison between the
[도 11] (a)는 IR 발광부재(140)로서 LED 발광부재(140a)를 사용하는 예시도인데, IR LED 광원(140a)은 조사각이 넓게 퍼져있어 광파이버 부재(142)로 광을 전달하는 과정에서 광량 손실이 발생한다. [FIG. 11] (a) is an exemplary view using the LED
[도 11] (b)는 IR 발광부재(140)로서 VCSEL 발광부재(140b)를 사용하는 예시도이다. VCSEL(수직캐비티 표면광방출 레이저, Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser)는 상부 표면에 수직한 방향으로 레이저를 방출하는 반도체 레이저 다이오드 소자이다. VCSEL 광원(140b)은 조사각이 집중되어 있어 광파이버 부재(142)의 광파이버 코어 내부로 광을 집속시킬 수 있다. [FIG. 11] (b) is an exemplary view using the VCSEL
[도 12]는 본 발명에서 광커넥터 부재(143)를 통해 IR 발광부재(140)와 광파이버 부재(142, 144, 145, 146)를 광학적으로 접속시키는 구성을 나타내는 도면이다. 12 is a view showing the configuration of optically connecting the IR
[도 12] (a)는 미러 커넥터(mirror connector)(143a)에 의해 LED 발광부재(140a)와 광파이버 부재(142)를 접속시키는 예시도이다. LED 광원(140a)은 조사각이 넓게 퍼져있어 LED 광(140c)이 광파이버 부재(142)보다 넓게 형성된다. 그에 따라, LED 발광부재(140a)와 광파이버 부재(142)를 인클로징(enclosing)하는 형태로 미러 커넥터(143a)를 형성하여 광이 광파이버 부재(142)로 전달될 수 있도록 구성한다. [Fig. 12] (a) is an exemplary view in which the LED
[도 12] (b)는 광융착 부재(143b)에 의해 VCSEL 발광부재(140b)와 광파이버 부재(142)를 접속시키는 예시도이다. VCSEL 광원(140b)은 직진성이 양호하여 조사각이 집중 형성되므로 VCSEL 광(140d)을 광파이버 부재(142)의 광파이버 코어 내부로 집속 조사할 수 있다. 여기에, VCSEL 발광부재(140b)와 광파이버 부재(142)를 중간 연결부재 없이 광 융착에 의해 직접 연결하였다. 광 융착(fusion splicing)은 아크방전 열을 사용하여 두 개의 광 소재를 결합하는 기술이며, 광 융착에 의한 광량 손실률은 0.1 dB 이하이다. [Fig. 12] (b) is an exemplary view in which the VCSEL
[도 12] (a)의 미러 커넥터(143a) 방식에서는 결합 구조에 따라 에어 갭(air gap)이 형성되어 반사 노이즈(reflection noise)가 발생하게 되며, 이로 인해 광량 손실이 어느 정도 불가피하다. 반면, [도 12] (b)에서는 VCSEL 광원(140b)이 광(140d)을 광파이버 부재(142)의 광파이버 코어 내부로 집속 조사하고 광융착 부재(143b)에 의해 VCSEL 광원(140b)과 광파이버 부재(142)를 직접 결합시킴으로써 광량 손실이 매우 적다. In the method of the
[도 12] (c)는 광융착 부재(143b)에 의해 VCSEL 발광부재(140b)와 복수 개의 광파이버 부재(142, 144, 145, 146)를 접속시키는 예시도이다. 이 경우에는 광융착 부재(143b)에 의해 IR 발광부재(140)의 복수의 광(140d)을 개별적으로 측방 광파이버 부재(144)와 하방 광파이버 부재(145, 146)의 해당 광파이버 코어 내부로 각각 함입시켜 IR 발광부재(140)와 광파이버 부재(142)를 광학적으로 접속시키도록 구성될 수 있다. 다만, [도 12] (c)는 예시적으로 제시된 것이고 다른 형태의 실시예도 가능하다. [Fig. 12] (c) is an exemplary view in which the VCSEL
[도 5] 내지 [도 10]에 도시된 바와 같이 IR 발광부재(140)가 생성한 광은 광파이버 부재(142, 144, 145, 146)를 통해 가이드되고 IR 광산란 부재(150, 151, 152, 153)와 하방 광토출 부재(147, 148)에 의해 디스플레이 패널(200) 위에 넓게 펼쳐지게 된다. 이처럼 넓은 영역을 효과적으로 커버하기 위해서는 IR 발광부재(140)에서 생성된 광이 중간 과정에서 손실되지 않는 것이 중요하며 이는 광학식 전자펜(100)의 성능에 직결된다. 5 to 10, the light generated by the IR
한편, 본 발명은 컴퓨터가 읽을 수 있는 비휘발성 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드의 형태로 구현되는 것이 가능하다. 이러한 비휘발성 기록매체로는 다양한 형태의 스토리지 장치가 존재하는데 예컨대 하드디스크, SSD, CD-ROM, NAS, 자기테이프, 웹디스크, 클라우드 디스크 등이 있고 네트워크로 연결된 다수의 스토리지 장치에 코드가 분산 저장되고 실행되는 형태도 구현될 수 있다. 또한, 본 발명은 하드웨어와 결합되어 특정의 절차를 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터프로그램의 형태로 구현될 수도 있다. Meanwhile, the present invention can be implemented in the form of computer-readable codes on a computer-readable non-volatile recording medium. Various types of storage devices exist as such non-volatile recording media. For example, hard disks, SSDs, CD-ROMs, NAS, magnetic tapes, web disks, cloud disks, etc. A form in which it can be implemented and executed can also be implemented. In addition, the present invention may be implemented in the form of a computer program stored in a medium to execute a specific procedure in combination with hardware.
100 : 광학식 전자펜
110 : 펜바디 부재
120 : 펜팁 부재
130 : 압력센서 부재
131 : 센서 지지부재
132 : 텐션 부재
140 : IR 발광부재
140a : LED 발광부재
140b : VCSEL 발광부재
141 : IR 배선부재
142 : 광파이버 부재
143 : 광커넥터 부재
143a : 미러 커넥터
143b : 광융착 부재
144 : 측방 광파이버 부재
145, 146 : 하방 광파이버 부재
147, 148 : 하방 광토출 부재
150 : IR 광산란 부재
151 : 측방 광산란 부재
152, 153 : 하방 광산란 부재
160 : IR 수광부재
161 : IR 필터부재
162 : CMOS 광학부재
163 : IR 센서부재
170 : 전자펜 제어부재
180 : 무선통신부재
190 : 배터리 부재
200 : 디스플레이 패널
210 : 위치코드
300 : 스마트 단말장치
310 : 단말 통신부
320 : 단말 제어부
330 : 단말 패널부100: optical electronic pen
110: no pen body
120: no pen tip
130: no pressure sensor
131: sensor support member
132: absence of tension
140: IR light emitting member
140a: LED light emitting member
140b: VCSEL light emitting member
141: IR wiring member
142: optical fiber member
143: optical connector member
143a : mirror connector
143b: optical fusion member
144: side optical fiber member
145, 146: lower optical fiber member
147, 148: lower light emitting member
150: no IR light scattering
151: absence of lateral light scattering
152, 153: Absence of downward light scattering
160: IR light receiving member
161: IR filter member
162: CMOS optical member
163: IR sensor member
170: electronic pen control material
180: wireless communication member
190: no battery
200: display panel
210: location code
300: smart terminal device
310: terminal communication unit
320: terminal control unit
330: terminal panel unit
Claims (4)
상기 펜바디 부재(110)의 일단부에 연결되어 광학식 전자펜의 펜팁을 형성하는 펜팁 부재(120);
위치코드(210)가 형성된 디스플레이 패널(200)에 조사할 광을 생성하는 IR 발광부재(140);
상기 펜팁 부재(120)에 근접 배치된 상태로 상기 IR 발광부재로부터 전달되는 광을 상기 디스플레이 패널에 대해 산란시키는 IR 광산란 부재(150);
상기 IR 발광부재(140)와 상기 IR 광산란 부재(150)를 상호 연결시키는 광파이버 부재(142);
광융착 부재(143b)에 의해 상기 IR 발광부재(140)의 광(140d)을 상기 광파이버 부재(142)의 광파이버 코어 내부로 함입 조사하여 상기 IR 발광부재(140)와 상기 광파이버 부재(142)를 광학적으로 접속시키는 광커넥터 부재(143);
디스플레이 패널(200)에 의한 반사광을 수광하여 디스플레이 패널(200)의 상기 위치코드(210)를 센싱하는 IR 수광부재(160);
상기 IR 발광부재(140)를 턴온 또는 턴오프 제어하고 상기 IR 수광부재(160)를 통해 수광하는 반사광으로부터 상기 펜팁 부재(120)가 디스플레이 패널(200) 상에서 이동한 일련의 위치정보를 획득하는 전자펜 제어부재(170);
상기 전자펜 제어부재(170)가 획득한 상기 일련의 위치정보를 외부의 스마트 단말장치(300)에 근거리 무선통신으로 전송하는 무선통신부재(180);
를 포함하여 구성되는 광융착 광파이버를 이용한 광 산란 기반의 광학식 전자펜으로서,
상기 IR 광산란 부재(150)는,
상기 펜팁 부재(120)에 근접하여 디스플레이 패널(200)을 지향하도록 배치되고 상기 IR 발광부재(140)에서 생성된 광을 디스플레이 패널(200)에 대해 여러 방향으로 산란시키는 측방 광산란 부재(151);
상기 펜바디 부재(110)가 절곡되어 디스플레이 패널(200)을 대향하는 부위에 배치되고 상기 IR 발광부재(140)에서 생성된 광을 디스플레이 패널(200)에 대해 여러 방향으로 산란시키는 하방 광산란 부재(152, 153);
를 포함하여 구성되고,
상기 광파이버 부재(142)는,
상기 펜바디 부재(110)를 따라 길이 방향으로 배치되어 상기 IR 발광부재(140)에서 생성된 광을 상기 측방 광산란 부재(151)로 가이드하는 측방 광파이버 부재(144);
상기 IR 발광부재(140)에서 생성된 광을 상기 하방 광산란 부재(152, 153)로 가이드하는 하방 광파이버 부재(145, 146);
를 포함하여 구성되고,
상기 광커넥터 부재(143)는 광융착 부재(143b)에 의해 상기 IR 발광부재(140)의 복수의 광(140d)을 개별적으로 상기 측방 광파이버 부재(144)와 상기 하방 광파이버 부재(145, 146)의 해당 광파이버 코어 내부로 각각 함입시켜 상기 IR 발광부재(140)와 상기 광파이버 부재(142)를 광학적으로 접속시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 광융착 광파이버를 이용한 광 산란 기반의 광학식 전자펜.
Pen body member 110 forming the body of the optical electronic pen;
a pen tip member 120 connected to one end of the pen body member 110 to form a pen tip of the optical electronic pen;
an IR light emitting member 140 for generating light to be irradiated to the display panel 200 on which the location code 210 is formed;
an IR light scattering member 150 for scattering the light transmitted from the IR light emitting member with respect to the display panel while being disposed close to the pen tip member 120;
an optical fiber member 142 interconnecting the IR light emitting member 140 and the IR light scattering member 150;
The IR light emitting member 140 and the optical fiber member 142 are irradiated by penetrating and irradiating the light 140d of the IR light emitting member 140 into the optical fiber core of the optical fiber member 142 by the optical fusion member 143b. an optical connector member 143 for optically connecting;
an IR light receiving member 160 that receives the reflected light by the display panel 200 and senses the location code 210 of the display panel 200;
Electronic that controls turn-on or turn-off of the IR light emitting member 140 and obtains a series of positional information in which the pen tip member 120 moves on the display panel 200 from the reflected light received through the IR light receiving member 160 . pen control member 170;
a wireless communication member 180 for transmitting the series of location information obtained by the electronic pen control member 170 to an external smart terminal device 300 through short-range wireless communication;
As an optical electronic pen based on light scattering using a light fusion optical fiber comprising:
The IR light scattering member 150,
a side light scattering member 151 disposed close to the pen tip member 120 to face the display panel 200 and scattering the light generated by the IR light emitting member 140 in various directions with respect to the display panel 200;
A downward light scattering member ( 152, 153);
consists of,
The optical fiber member 142,
a side optical fiber member 144 disposed along the pen body member 110 in the longitudinal direction to guide the light generated by the IR light emitting member 140 to the side light scattering member 151;
lower optical fiber members 145 and 146 for guiding the light generated by the IR light emitting member 140 to the lower light scattering members 152 and 153;
consists of,
The optical connector member 143 separates the plurality of lights 140d of the IR light emitting member 140 by the optical fusion member 143b to the side optical fiber member 144 and the lower optical fiber member 145 and 146 respectively. An optical electronic pen based on light scattering using an optical fusion optical fiber, characterized in that it is configured to optically connect the IR light emitting member 140 and the optical fiber member 142 by being respectively impregnated into the corresponding optical fiber core of a.
상기 펜바디 부재(110)의 일단부에 연결되어 광학식 전자펜의 펜팁을 형성하는 펜팁 부재(120);
위치코드(210)가 형성된 디스플레이 패널(200)에 조사할 광을 생성하는 IR 발광부재(140);
상기 펜팁 부재(120)에 근접 배치된 상태로 상기 IR 발광부재로부터 전달되는 광을 상기 디스플레이 패널에 대해 산란시키는 IR 광산란 부재(150);
상기 IR 발광부재(140)와 상기 IR 광산란 부재(150)를 상호 연결시키는 광파이버 부재(142);
상기 펜바디 부재(110)가 절곡되어 디스플레이 패널(200)을 대향하는 부위에 배치되고 상기 IR 발광부재(140)에서 생성된 광을 디스플레이 패널(200)을 향해 하방으로 조사하는 하방 광토출 부재(147, 148);
상기 IR 발광부재(140)에서 생성된 광을 상기 하방 광토출 부재(147, 148)로 가이드하는 하방 광파이버 부재(145, 146);
광융착 부재(143b)에 의해 상기 IR 발광부재(140)의 광(140d)을 상기 광파이버 부재(142)의 광파이버 코어 내부로 함입 조사하여 상기 IR 발광부재(140)와 상기 광파이버 부재(142)를 광학적으로 접속시키는 광커넥터 부재(143);
디스플레이 패널(200)에 의한 반사광을 수광하여 디스플레이 패널(200)의 상기 위치코드(210)를 센싱하는 IR 수광부재(160);
상기 IR 발광부재(140)를 턴온 또는 턴오프 제어하고 상기 IR 수광부재(160)를 통해 수광하는 반사광으로부터 상기 펜팁 부재(120)가 디스플레이 패널(200) 상에서 이동한 일련의 위치정보를 획득하는 전자펜 제어부재(170);
상기 전자펜 제어부재(170)가 획득한 상기 일련의 위치정보를 외부의 스마트 단말장치(300)에 근거리 무선통신으로 전송하는 무선통신부재(180);
를 포함하여 구성되는 광융착 광파이버를 이용한 광 산란 기반의 광학식 전자펜으로서,
상기 IR 광산란 부재(150)는,
상기 펜팁 부재(120)에 근접하여 디스플레이 패널(200)을 지향하도록 배치되고 상기 IR 발광부재(140)에서 생성된 광을 디스플레이 패널(200)에 대해 여러 방향으로 산란시키는 측방 광산란 부재(151)를 구비하고,
상기 광파이버 부재(142)는,
상기 펜바디 부재(110)를 따라 길이 방향으로 배치되어 상기 IR 발광부재(140)에서 생성된 광을 상기 측방 광산란 부재(151)로 가이드하는 측방 광파이버 부재(144);
를 구비하고,
상기 광커넥터 부재(143)는 광융착 부재(143b)에 의해 상기 IR 발광부재(140)의 복수의 광(140d)을 개별적으로 상기 측방 광파이버 부재(144)와 상기 하방 광파이버 부재(145, 146)의 해당 광파이버 코어 내부로 각각 함입시켜 상기 IR 발광부재(140)와 상기 광파이버 부재(142)를 광학적으로 접속시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 광융착 광파이버를 이용한 광 산란 기반의 광학식 전자펜.
Pen body member 110 forming the body of the optical electronic pen;
a pen tip member 120 connected to one end of the pen body member 110 to form a pen tip of the optical electronic pen;
an IR light emitting member 140 for generating light to be irradiated to the display panel 200 on which the location code 210 is formed;
an IR light scattering member 150 for scattering the light transmitted from the IR light emitting member with respect to the display panel while being disposed close to the pen tip member 120;
an optical fiber member 142 interconnecting the IR light emitting member 140 and the IR light scattering member 150;
A lower light emitting member ( 147, 148);
lower optical fiber members 145 and 146 for guiding the light generated by the IR light emitting member 140 to the lower light emitting members 147 and 148;
The IR light emitting member 140 and the optical fiber member 142 are irradiated by penetrating and irradiating the light 140d of the IR light emitting member 140 into the optical fiber core of the optical fiber member 142 by the optical fusion member 143b. an optical connector member 143 for optically connecting;
an IR light receiving member 160 that receives the reflected light by the display panel 200 and senses the location code 210 of the display panel 200;
Electronic that controls turn-on or turn-off of the IR light emitting member 140 and obtains a series of positional information in which the pen tip member 120 moves on the display panel 200 from the reflected light received through the IR light receiving member 160 . pen control member 170;
a wireless communication member 180 for transmitting the series of location information obtained by the electronic pen control member 170 to an external smart terminal device 300 through short-range wireless communication;
As an optical electronic pen based on light scattering using a light fusion optical fiber comprising:
The IR light scattering member 150,
A side light scattering member 151 disposed to direct the display panel 200 close to the pen tip member 120 and scattering the light generated by the IR light emitting member 140 in various directions with respect to the display panel 200. provided,
The optical fiber member 142,
a side optical fiber member 144 disposed along the pen body member 110 in the longitudinal direction to guide the light generated by the IR light emitting member 140 to the side light scattering member 151;
to provide
The optical connector member 143 separates the plurality of lights 140d of the IR light emitting member 140 by the optical fusion member 143b to the side optical fiber member 144 and the lower optical fiber member 145 and 146 respectively. An optical electronic pen based on light scattering using an optical fusion optical fiber, characterized in that it is configured to optically connect the IR light emitting member 140 and the optical fiber member 142 by being respectively impregnated into the corresponding optical fiber core of a.
상기 IR 발광부재(140)는 VCSEL 발광부재(140b)를 구비하여 상기 광융착 부재(143b)를 통해 상기 광파이버 부재(142)의 광파이버 코어 내부로 광을 집속 조사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 광융착 광파이버를 이용한 광 산란 기반의 광학식 전자펜. The method according to claim 1 or 2,
The IR light emitting member 140 includes a VCSEL light emitting member 140b and is configured to focus and irradiate light into the optical fiber core of the optical fiber member 142 through the optical fusion member 143b. Optical electronic pen based on light scattering using optical fiber.
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