KR100980691B1 - 다기능 초음파 입력신호 발생 장치 - Google Patents

다기능 초음파 입력신호 발생 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초음파신호와 기준신호를 동일한 시간 주기로 발생시키는 본체 유닛과, 본체 유닛에 결합되어 본체 유닛으로 전원을 공급하고 부가 기능을 제공하는 전원 공급 유닛을 포함하는 다기능 초음파 입력신호 발생 장치를 제공한다. 본 발명의 전원 공급 유닛에 포함되는 전원부는 1차전지 또는 2차전지를 교환하여 사용할 수 있고, 2차전지를 이용하는 경우에는 충전 단자를 외부 전원과 연결함으로써 내부의 2차 전지의 충전을 수행할 수 있는 효과가 있다. 또한, 전원 공급 유닛에 포함되는 부가 기능 모듈은 레이저 포인터, 시계, 라디오, 리모콘, 외부 메모리 장치 등의 다양한 기능을 수행하므로, 사용자에게 이용의 편리함을 제공하는 효과가 있다.

Description

다기능 초음파 입력신호 발생 장치{Multi-functional ultrasonic input signal generation device}
본 발명은 초음파 입력신호 발생 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 다기능 초음파 입력신호 발생 장치에 관한 것이다.
정보 통신 기술의 발전과 함께 사무처리에 있어서, 컴퓨터를 이용한 문서 작업은 이제 필수적인 과정이 되었다. 컴퓨터를 이용하여 문서 작업을 수행하는 대표적인 방식은 워드프로세서를 이용하여 문서를 생성하는 방식이다.
그러나, 종래의 문서 입력 방식은 키보드의 자판을 통해서 입력하는 방식이므로, 텍스트만을 입력하는 경우에는 효과적이지만, 즉석에서 생각난 아이디어나 간단한 도면 스케치 등을 입력하기에는 부적합하다.
이러한 문제점을 해결하고자 고안된 것이 타블렛 노트북 컴퓨터이다. 타블렛 컴퓨터는 액정 표시부에 터치스크린을 설치하여 사용자가 펜으로 직접 액정 표시부에 필기를 수행하면 터치스크린을 통해서 사용자의 필기 내용을 디지털로 입력하는 방식이다. 그러나, 이 방식은 항상 타블렛 컴퓨터를 휴대하여야 하고, 사용자가 필기를 수행할 수 있는 공간이 액정 표시부의 크기에 한정되는 문제가 있다.
한편, 종래의 다른 디지털 필기 입력 방식은, 사용자가 필기를 수행하는 입력펜에서 초음파신호와 적외선 또는 RF 신호와 같은 기준신호를 동시에 발생시키고, 수신 장치에서 기준 신호와 초음파 신호가 수신되는 시간차를 이용하여 입력펜의 위치를 추적하는 방식을 이용한다.
그러나, 이러한 초음파를 이용한 입력 방식은 디지털 입력 이외에는 다른 기능을 수행하지 못한다. 예컨대, 회의나 프리젠테이션 중에 실시간으로 자신이 필기한 내용을 디지털로 입력하는 것이 가능하지만, 레이저 포인터와 같이 프리젠테이션 내용이나 회의 내용을 가리키려고 하는 경우에는 별도의 레이저 포인터 등을 구비하여야 하는 문제점이 존재하였다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 초음파 입력신호 발생 장치에 다양한 부가 기능의 모듈을 결합할 수 있도록 구성함으로써, 하나의 초음파 입력신호 발생 장치로 레이저 포인터 등 다양한 부가 기능을 구현할 수 있도록 하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다기능 초음파 입력신호 발생 장치는, 초음파 신호를 발생시키는 초음파신호 발생부, 적외선 신호 또는 RF 신호를 발생시키는 기준신호 발생부, 상기 초음파신호 발생부 및 상기 기준신호 발생부를 제어하는 제어부, 및 본체부의 일단에 설치되고 상기 초음파 신호 발생부, 상기 기준신호 발생부 및 상기 제 1 제어부로 전원을 공급하는 제 1 전원 공급 단자를 포함하는 본체 유닛; 및 상기 본체 유닛과 결합되고, 결합된 상태에서 상기 제 1 전원 공급 단자와 접촉하여 상기 제 1 전원 공급단자로 전원을 공급하는 제 2 전원 공급 단자를 포함하는 전원 공급 유닛을 포함한다.
또한, 상술한 전원 공급 유닛은 상기 제 2 전원 공급 단자와 연결되어 상기 제 2 전원 공급 단자로 전원을 공급하는 전원부를 포함할 수 있다.
또한, 상술한 전원 공급 유닛은 상기 전원부로부터 전원을 공급받아 전자 기기를 제어하는 제어 신호를 상기 전자 기기로 전송하는 리모콘부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상술한 전원 공급 유닛은 상기 전원부로부터 전원을 공급받아 레이저 빔을 발생시키는 레이저 발생부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상술한 전원 공급 유닛은 상기 전원부로부터 전원을 공급받아 현재 시간을 표시하는 시간 표시부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상술한 전원 공급 유닛은 외부 전자기기와 접속되고, 상기 전원부로부터 전원을 공급받아 상기 외부 전자기기로부터 수신된 데이터를 내부의 메모리에 저장하고, 상기 내부의 메모리에 저장된 데이터를 상기 외부 전자기기로 출력하는 외부 메모리 장치를 더 포함할 수 있다.
또한, 상술한 전원부는 그 내부에 전지를 수용하고, 사용자가 내부에 수용된 전지를 교환할 수 있도록 개폐부가 형성될 수 있다.
또한, 상술한 전원부는 2차 전지로 구현되고, 상기 전원 공급 유닛은 상기 전원부로 충전 전류를 출력하여 상기 2차전지를 충전하는 충전부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상술한 전원 공급 유닛은 상기 충전부로 외부 전원을 공급하기 위한 충전 단자를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 초음파신호와 기준신호를 동일한 시간 주기로 발생시키는 본체 유닛과, 본체 유닛에 결합되어 본체 유닛으로 전원을 공급하고 부가 기능을 제공하는 전원 공급 유닛을 포함하는 다기능 초음파 입력신호 발생 장치를 제공한다.
본 발명의 전원 공급 유닛에 포함되는 전원부는 1차전지 또는 2차전지를 교환하여 사용할 수 있고, 2차전지를 이용하는 경우에는 충전 단자를 외부 전원과 연 결함으로써 내부의 2차 전지의 충전을 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 전원 공급 유닛에 포함되는 부가 기능 모듈은 레이저 포인터, 시계, 라디오, 리모콘, 및 외부 메모리 장치 등의 다양한 기능을 수행하므로, 사용자에게 이용의 편리함을 제공하는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다.
도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다기능 초음파 입력신호 발생장치(200)를 이용하여 디지털 필기 입력을 수행하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 다기능 초음파 입력신호 발생장치(200)는 소정의 시간 주기로 기준 신호 및 초음파 신호를 발생시켜 대기중으로 방사한다.
한편, 신호 수신 장치(100)는 기준 신호를 수신하는 기준신호 수신센서(110)와 초음파 신호를 수신하는 복수의 초음파신호 수신센서(120a,120b)를 구비한다. 이 때, 초음파신호 수신센서(120a,120b)들은 소정의 거리만큼 이격되어 설치된다.
다기능 초음파 입력신호 발생장치(200)의 2차원 평면상의 (x,y) 좌표는 다음의 수학식 1을 x 및 y 에 대해서 풀면 구할 수 있다.
a2=x2+y2
b2=(c-x)2+y2
수학식 1에서 기준 신호인 적외선 또는 무선 주파수 신호가 빛의 속도로 진 행하므로 다기능 초음파 입력신호 발생장치(200)에서 초음파 신호와 함께 생성됨과 동시에 기준신호 수신센서(110)에 수신된다고 간주하여, 거리 a 및 b 는 기준 신호가 수신된 시간과 초음파 신호가 좌측 초음파 센서(120a)와 우측 초음파 센서(120b)에 각각 수신된 시간간의 차이에 음속을 곱하여 구할 수 있고, 거리 c 는 사전에 설정된 값이므로, a, b, 및 c 값을 수학식 1 에 적용하여 (x,y) 좌표를 구할 수 있다.
신호 수신 장치(100)는 수학식 1 에 따라서 구해진 다기능 초음파 입력신호 발생장치(200)의 좌표값을 연결하여 다기능 초음파 입력신호 발생장치(200)가 이동한 궤적을 생성하고, 이렇게 생성된 궤적을 이용하여 필기를 입력한다.
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다기능 초음파 입력신호 발생장치의 구성을 도시하는 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다기능 초음파 입력신호 발생장치(200)는 서로 나사선 결합 또는 착탈식으로 결합되는 본체 유닛(210)과 전원 공급 유닛(220)을 포함하여 구성된다.
먼저, 본체 유닛(210)은 초음파 입력신호 발생장치 본연의 기능을 수행하는 구성을 포함하는데, 본체 유닛(210)의 하우징 내부에 제어부(211), 기준신호 발생부(212), 초음파신호 발생부(215), 및 제 1 전원 공급 단자(217)를 기본적으로 포함하고, 펜심부(214), 접촉 감지부(213), 및 스위치부(216)를 추가적으로 더 포함할 수 있다.
전원 공급 유닛(220)은 제 2 전원 공급 단자(224), 충전부(223), 충전 단자(222), 전원부(221), 및 부가 기능부(230)를 포함한다. 이하에서, 각각의 기능 에 대해서 설명한다.
먼저, 본체 유닛(210)에 포함된 구성 요소들의 기능을 설명한다.
제 1 전원 공급 단자(217)는 전원 공급 유닛(220)의 제 2 전원 공급 단자(224)와 접촉하여 전원 공급 유닛(220)으로부터 제공되는 전원을 본체 유닛(210)에 포함된 구성 요소들로 공급한다.
기준신호 발생부(212)는 일정한 시간 주기로 기준신호를 발생시켜 대기중으로 방사한다. 이 때, 기준신호는 적외선 신호 또는 RF 신호로 구현된다.
초음파신호 발생부(215)는 기준신호와 동일한 시간 주기로 초음파 신호를 발생시켜 초음파신호 방출부(218)을 통해서 대기중으로 방사한다. 초음파신호 발생부(215)는 원통형의 압전 소자로 구현되는 것이 바람직하고, 내부에 펜심부(214)가 수용되는 경우에 펜심부(214) 주위를 둘러싸는 압전 필름으로 구현되는 것이 바람직하다.
제어부(211)는 동일한 시간 주기로 기준신호와 초음파신호가 발생되도록 기준신호 발생부(212)와 초음파신호 발생부(215)를 제어한다.
한편, 펜심부(214)는 도시된 바와 같이, 하우징의 일단부를 관통하여 내부에 수용된다. 펜심부(214)는 플라스틱 재질로 구성되어 사용자가 펜심부(214)의 말단("펜팁"이라 칭함)을 지면에 대고 필기를 수행할 수 있다. 이 경우에 지면에는 글씨가 씌여지지 않게 된다. 그러나, 펜심부(214)는 내부에 잉크가 채워지는 일반적인 펜심으로 구현이 가능하고, 이 경우, 사용자가 지면에 잉크로 필기를 수행하면 입력 장치에서 기준 신호와 초음파 신호가 수신된 시간차를 이용하여 사용자가 지면에 필기한 내용을 입력한다.
접촉 감지부(213)는 사용자가 필기를 위해서 펜팁을 지면에 접촉시키면 펜심부(214)를 통해서 전달되는 압력을 감지하여 현재 사용자가 필기를 위해서 펜팁을 지면에 접촉시켜는지 여부를 감지하여 감지 결과(접촉 감지 정보)를 제어부(211)로 출력하고, 제어부(211)는 접촉 감지부(213)로부터 접촉 감지 정보가 입력되는 동안에만 초음파 신호와 기준신호를 발생시키도록 제어한다.
스위치부(216)는 하우징의 옆면에 설치되어 본체부의 기능을 선택한다. 구체적으로, 사용자가 초음파신호를 이용한 디지털 입력을 수행하지 않는 경우에는 스위치를 오프로 설정하여 일반적인 펜으로서 필기를 수행하고, 초음파 신호를 이용하여 디지털 입력을 수행할 때에는 스위치를 온시킨다. 스위치가 온되면 제어부(211)는 상술한 바와 같이 초음파신호 발생부(215)와 기준신호 발생부(212)를 제어하여 일정한 시간 주기로 초음파 신호와 기준 신호를 발생시키게 된다.
한편, 전원 공급 유닛(220)의 구성 요소들의 기능을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 전원부(221)는 1차 전지 또는 2차 전지로 구현되어 제 2 전원 공급 단자(224)를 통해서 본체 유닛(210)으로 전력을 공급하고, 부가 기능부(230)로 전력을 공급한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 전원 공급 유닛(220)의 외부 하우징에는 전원부(221)에 1차 전지 또는 2차 전지를 교체할 수 있도록 개폐부가 형성되고, 사용자는 1차 전지를 구입하여 개폐부의 커버를 제거하고 전원부(221)에 1차 전지를 삽입한 후 커버를 개폐부에 결합하여 사용할 수 있고, 2차 전지를 전원부(221)에 삽입한 후 후술하는 바와 같이 충전하여 사용할 수 있다.
충전 단자(222)는 외부의 전원 공급 장치(예컨대, 어댑터 등)와 접속되어 충전부(223)로 전력을 공급한다.
충전부(223)는 충전 단자(222)를 통해서 공급받은 전력을 이용하여 전원부(221)로 충전 전류를 출력하여 전원부(221)인 2차 전지를 충전한다.
제 2 전원 공급 단자(224)는 본체 유닛(210)의 제 1 전원 공급 단자(217)와 접촉하여 전원부(221)에서 공급되는 전력을 본체 유닛(210)의 각 구성요소로 제공한다.
부가 기능부(230)는 부가 기능을 제공하는 다양한 전자 모듈로서 구현될 수 있다. 예컨대, 부가 기능부(230)는 레이저를 발생시켜 펜팁과 반대 방향으로 방사하는 레이저 발생 장치로 구현될 수 있는데, 이 경우에, 부가 기능부(230)는 스위치를 포함하여, 사용자가 디지털 입력을 수행하는 과정에서 부가 기능부(230)에 설치된 스위치를 누르면 펜팁의 반대 방향으로 레이저 빔이 방사되어 레이저 포인터로서 사용할 수 있게 된다.
또한, 부가 기능부(230)가 외부의 전자 기기로 제어 명령을 전송하는 리모콘 장치로 구현될 수도 있는데, 이 경우에, 부가 기능부(230)는 제어 명령을 선택하기 위한 스위치와, 제어 명령을 적외선 또는 RF 신호로 방사하는 회로부와, 현재 전송되는 제어 명령을 표시하는 소형 LCD 디스플레이를 포함할 수 있다. 이 경우, 사용자는 디지털 입력을 수행하는 과정에서 부가 기능부(230)에 포함된 스위치를 눌러서 전자 기기로 전송할 제어 명령을 선택하고, 선택된 명령은 LCD에 표시되며, 부가 기능부(230)는 사용자가 입력한 제어 명령을 적외선 또는 RF 신호로 발생시켜 전자 기기로 전송함으로써 전자 기기를 제어한다.
또한, 부가 기능부(230)는 사용자에게 현재 시간을 표시하는 시계 기능을 수행하는 시간 표시부로 구현될 수도 있는데, 부가 기능부(230)에 포함된 소형 LCD 디스플레이를 통해서 사용자는 현재 시간을 확인할 수 있다.
또한, 부가 기능부(230)는 라디오 방송을 수신하여 사용자에게 내장된 소형 스피커로 출력하는 라디오 수신 장치로 구현될 수도 있다. 이 때, 부가 기능부(230)는 소형 스피커와, 사용자가 주파수를 선택할 수 있는 스위치와, 사용자가 선택한 주파수의 라디오 방송을 복조하여 출력하는 회로부 및 현재 방송이 출력되는 주파수를 표시하는 소형 LCD 창을 포함할 수 있다.
또한, 부가 기능부(230)는 내부에 비휘발성 메모리를 내장하고, 컴퓨터와 같은 전자 기기와 접속하여, 전자 기기로부터 수신된 데이터를 내부의 메모리에 저장하고, 내부의 메모리에 저장된 데이터를 전자 기기로 출력하는 USB 메모리 장치와 같은 외부 메모리 장치로 구현될 수도 있다. 이 때, 부가 기능부(230)는 데이터를 저장하는 메모리부, 외부 전자 기기와 접속되는 접속 포트, 및 메모리부와 외부 전자기기간의 데이터 유출입을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.
도 2 에 도시된 예에서 부가 기능부(230)는 전원 공급 유닛(220)에 일체로서 포함되는 것으로 도시되었다. 그러나, 본 발명의 변형 실시예에서는 도 3 에 도시된 바와 같이, 부가 기능부(230)와 전원 공급 유닛(220)이 서로 분리 및 결합 가능하도록 구성되어 사용자는 자신이 필요한 부가 기능을 구현하는 부가 기능부(230)를 전원 공급 유닛(220)에 결합하여 사용할 수 있게 된다.
이 경우에, 전원 공급 유닛(220)에는 부가 기능부(230)로 전원을 공급하기 위한 제 3 전원 공급 단자(225)가 포함되고, 부가 기능부(230)에도 제 3 전원 공급 단자(225)와 접촉하여 부가 기능부(230) 내부로 전원을 공급할 전원 공급 단자(232)가 설치된다.
또한, 상술한 본 발명의 실시예들에서, 전원부(221)에 2차전지가 수용되지 않은 상태에서 충전 단자(222)에 외부 전원이 연결되면 전원부(221)는 충전 전류를 제 2 전원 공급 단자(224)로 입력시켜 직접 본체 유닛(217)으로 전력을 제공하고, 직접 부가 기능부(230)로 전원을 공급하도록 구현될 수도 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다기능 초음파 입력신호 발생장치(200)를 이용하여 디지털 필기 입력을 수행하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다기능 초음파 입력신호 발생장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3 은 본 발명의 변형 실시예에 따른 다기능 초음파 입력신호 발생장치의 구성을 도시하는 도면이다.

Claims (9)

  1. 초음파 신호를 발생시키는 초음파신호 발생부,
    적외선 신호 또는 RF 신호를 발생시키는 기준신호 발생부,
    상기 초음파신호 발생부 및 상기 기준신호 발생부를 제어하는 제어부, 및
    본체부의 일단에 설치되고 상기 초음파 신호 발생부, 상기 기준신호 발생부 및 상기 제어부로 전원을 공급하는 제 1 전원 공급 단자를 포함하는 본체 유닛;
    상기 본체 유닛 및 부가 기능 모듈과 결합되고, 결합된 상태에서 상기 제 1 전원 공급 단자와 접촉하여 상기 제 1 전원 공급단자로 전원을 공급하는 제 2 전원 공급 단자, 상기 부가 기능 모듈에 형성된 제 4 전원 공급 단자와 접촉하여 상기 제 4 전원 공급 단자로 전원을 공급하는 제 3 전원 공급 단자, 및 상기 제 2 전원 공급 단자 및 상기 제 3 전원 공급 단자와 연결되어 상기 제 2 전원 공급 단자 및 상기 제 3 전원 공급 단자로 전원을 공급하는 전원부를 포함하는 전원 공급 유닛; 및
    상기 전원 공급 유닛과 분리 및 결합이 가능하고, 상기 전원 공급 유닛에 결합된 상태에서 상기 제 3 전원 공급 단자와 접촉되어 전원을 공급받는 상기 제 4 전원 공급 단자, 및
    상기 제 4 전원 공급 단자와 연결되어 전원을 공급받아 전자 기기를 제어하는 제어 신호를 상기 전자 기기로 전송하는 리모콘부, 상기 제 4 전원 공급 단자와 연결되어 전원을 공급받아 레이저 빔을 발생시키는 레이저 발생부, 상기 제 4 전원 공급 단자와 연결되어 전원을 공급받아 현재 시간을 표시하는 시간 표시부, 및 상기 제 4 전원 공급 단자와 연결되어 전원을 공급받고 외부 전자기기와 접속되며, 상기 외부 전자기기로부터 수신된 데이터를 내부의 메모리에 저장하고, 상기 내부의 메모리에 저장된 데이터를 상기 외부 전자기기로 출력하는 외부 메모리 장치 중 하나 이상을 포함하는 상기 부가 기능 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 초음파 입력신호 발생 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원부는 그 내부에 전지를 수용하고, 사용자가 내부에 수용된 전지를 교환할 수 있도록 개폐부가 형성된 것을 특징으로 하는 다기능 초음파 입력신호 발생 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원부는 2차 전지로 구현되고,
    상기 전원 공급 유닛은 상기 전원부로 충전 전류를 출력하여 상기 2차전지를 충전하는 충전부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 초음파 입력신호 발생 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 전원 공급 유닛은
    상기 충전부로 외부 전원을 공급하기 위한 충전 단자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 초음파 입력신호 발생 장치.
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