KR101124522B1 - 모바일 기기용 타블렛 케이스 - Google Patents

모바일 기기용 타블렛 케이스 Download PDF

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Abstract

모바일 기기용 타블렛 케이스가 개시된다. 본 발명의 모바일 기기용 타블렛 케이스는 케이스 본체; 공진회로가 내장된 전자펜; 케이스 본체에 마련되며 전자펜의 위치를 감지하는 타블렛; 및 케이스 본체와 모바일 기기의 접속단자부가 연결되는 위치에 마련되어 타블렛과 모바일 기기를 전기적으로 접속시켜주는 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 스마트폰 등의 케이스에 세세한 펜 입력을 가능하게 하는 타블렛(Tablet) 기능을 추가하여 휴대용 모바일 기기와 전기적으로 연결함으로써 휴대용 모바일 기기에서 그림 그리기나 필기체 입력 등을 가능하게 하는 모바일 기기용 타블렛 케이스가 제공된다.

Description

모바일 기기용 타블렛 케이스{TABLET CASE FOR MOBILE DEVICE}
본 발명은, 모바일 기기용 타블렛 케이스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 자세한 펜 입력이 되는 타블렛 기능이 추가된 모바일 기기용 타블렛 케이스에 관한 것이다.
현대 사회에서 휴대용 모바일 기기는 이제 누구나 필수적으로 사용하는 하나의 아이템이 되었으며, 휴대용 모바일 기기의 발달에 따라 스마트폰 등이 개인용 컴퓨터(Personal Computer, PC)를 대체할 것이라는 전망도 나오고 있다.
이러한 휴대용 모바일 기기는 작은 기기 내에서 사용자 인터페이스(User Interface, UI)를 효과적으로 제공하기 위하여 많은 발전을 거듭해왔다. 초기에는 키패드를 사용하여 숫자 등을 입력할 수 있는 방식이었으며, 점차 화면 상에 사람이 직접 입력을 선택할 수 있는 방식인 터치 패널이 사용되고 있다.
특히 전자수첩, PDA(Personal Digital Assistants), 휴대용 PC 및 핸드폰 등에 있어서는 저항막 방식(Resistive Type) 터치패널과 정전용량 방식(Capacitive Type) 터치패널이 널리 이용된다.
최신형 휴대용 모바일 기기의 상당수는 정전용량 방식의 터치 스크린을 채택하고 있다. 정전용량 방식의 터치 스크린은 저항막 방식에 비해 투과율이 높고, 가벼운 터치로도 검출할 수 있으며, 멀티 터치의 구현이 용이하고, 소형화가 용이하기 때문에 많이 사용되고 있다.
그런데, 이러한 종래의 터치 스크린에 있어서는, 자세한 그림 그리기나 필기체 입력 등이 안되는 문제점이 있다.
또한, 휴대용 모바일 기기는 대부분 유선의 전원 공급장치를 사용하고 있어서 전원을 연결하여 사용하거나 충전하는 경우에 불편함이 있다.
본 발명의 목적은, 스마트폰 등의 케이스에 세세한 펜 입력을 가능하게 하는 타블렛(Tablet) 기능을 추가하여 휴대용 모바일 기기와 전기적으로 연결함으로써 휴대용 모바일 기기에서 그림 그리기나 필기체 입력 등을 가능하게 하는 모바일 기기용 타블렛 케이스를 제공하는 것이다.
상기의 목적은, 본 발명에 따라, 케이스 본체; 공진회로가 내장된 전자펜; 상기 케이스 본체에 마련되며 상기 전자펜의 위치를 감지하는 타블렛; 및 상기 케이스 본체와 모바일 기기의 접속단자부가 연결되는 위치에 마련되어 상기 타블렛과 모바일 기기를 전기적으로 접속시켜주는 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 타블렛 케이스에 의해 달성된다.
여기서, 상기 타블렛은, 루프 형태의 코일로 마련되며 상기 공진회로에 유도 전압을 발생시키기 위하여 제1 전자기력을 방출하는 루프 코일부; 상기 루프 코일부의 내부에 배치되는 폐루프 형태의 루프 안테나 및 상기 루프 안테나에 일단이 전기적으로 결합되고 타단은 서로 평행하게 배열되어 상기 루프 안테나를 가로지르는 복수의 라인 안테나를 구비하는 센서보드; 및 상기 제1 전자기력을 구동 에너지로 사용하는 상기 전자펜에서 방출하는 제2 전자기력을 감지하여 상기 전자펜의 위치 신호를 출력하는 위치신호 생성부를 포함할 수 있다.
상기 타블렛은, 상기 루프 코일부에 상기 구동 전압을 인가하는 코일 구동부; 상기 제2 전자기력에 의해 상기 구동 전압에 발생하는 흔들림을 검출하여 상기 전자펜에서 출력하는 전자펜 정보를 검출하는 정보 검출부; 및 상기 코일 구동부에서 인가하는 상기 구동 전압을 시간적으로 좌표 측정 모드 및 전자펜 정보 획득 모드로 구분하여 제어하기 위한 제어 신호를 출력하고, 상기 좌표 측정 모드 시에 상기 위치 신호를 이용하여 상기 전자펜의 위치를 감지하고 상기 전자펜 정보 획득 모드 시에 상기 전자펜 정보의 검출을 행하는 제1 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 센서보드는, 일방향으로 평행하게 배치된 복수의 제1 라인 안테나; 및 상기 제1 라인 안테나와 절연된 상태로 교차하고 서로 평행하게 배치된 복수의 제2 라인 안테나를 포함할 수 있다.
상기 위치신호 생성부는, 상기 제1 및 제2 라인 안테나 중 적어도 하나의 상기 라인 안테나의 타단을 선택하는 멀티플렉서를 포함할 수 있다.
상기 루프 안테나와 상기 복수의 라인 안테나는, 전도성 투명 재질로 형성될 수 있다.
상기 센서보드는, 상기 케이스 본체의 전면부에 일체형으로 마련될 수 있다.
상기 센서보드는, 상기 케이스 본체의 전면부와 후면부 사이에 상기 센서보드의 일측면만 결합되어 상기 케이스 본체에 상대 회동이 가능하도록 마련될 수 있다.
상기 전자펜은, 상기 공진회로의 공진에 의해 발생한 유도 전압과 소정 기준 전압을 비교하는 비교부; 및 상기 비교의 결과에 따라 상기 좌표 측정 모드와 상기 전자펜 정보 획득 모드를 구분하고, 상기 전자펜 정보 획득 모드에서 상기 전자펜 정보를 출력하는 제2 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 케이스 본체에 마련되며 모바일 기기에 무선으로 전원을 공급하여 주는 무선 전원 공급장치를 더 포함할 수 있다.
상기 케이스 본체는, 상기 케이스 본체부의 측면에 마련되어 상기 전자펜이 탈부착 가능한 홀더부; 및 상기 홀더부에 인접하여 마련되며 상기 전자펜이 상기 홀더부에 장착될 때 누름 동작되는 스위치버튼부를 포함할 수 있다.
상기 스위치버튼부는, 상기 전자펜이 홀더부에 장착되지 않아도 상기 스위치버튼부의 누름 상태를 유지시켜주는 푸쉬락을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 스마트폰 등의 케이스에 세세한 펜 입력을 가능하게 하는 타블렛(Tablet) 기능을 추가하여 휴대용 모바일 기기와 전기적으로 연결함으로써 휴대용 모바일 기기에서 그림 그리기나 필기체 입력 등을 가능하게 하고, 또한 무선 전원 공급장치가 내장되어 있어 모바일 기기에 무선으로 전원을 공급할 수 있게 하여주는 모바일 기기용 타블렛 케이스가 제공된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 모바일 기기용 타블렛 케이스의 사시도이다.
도 2는 도 1의 A부분에 대한 확대도이다.
도 3은 도 1의 전체 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1의 전자펜과 타블렛의 상세한 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 구동 신호와 루프 코일 및 전자펜의 공진회로에서의 출력 전압들을 도시한 도면이다.
도 6은 루프 안테나 내에서의 라인 안테나에 대한 전자펜의 위치에 따라 출력되는 감지 전압의 형태를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6에 도시한 감지 전압을 이용하여 위치 신호를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 전자펜이 루프 안테나 내부의 다양한 위치에 존재하는 경우 라인 안테나들에서 출력하는 위치 신호의 형태를 나타낸 도면이다.
도 9는 전자펜과 타블렛 내부의 다양한 신호의 형태를 나타낸 도면이다.
도 10은 센서보드에서의 전자기력의 세기 분포를 나타낸 도면이다.
도 11은 모바일 기기용 타블렛 케이스가 무선 전원공급장치와 연결되는 경우의 구성을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 모바일 기기용 타블렛 케이스의 사시도이다.
도 13은 도 12의 사용방법을 나타낸 도면이다.
도 14는 도 13의 경우에 따른 회로도와 신호의 크기를 간략히 나타낸 도면이다.
도 15는 도 13의 또 다른 사용방법을 나타낸 도면이다.
도 16은 도 15의 경우에 따른 회로도와 신호의 크기를 간략히 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명의 제3 실시예에 따른 모바일 기기용 타블렛 케이스의 사시도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 모바일 기기용 타블렛 케이스의 사시도이고, 도 2는 도 1의 A부분에 대한 확대도이며, 도 3은 도 1의 전체 구조를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 도 1의 전자펜과 타블렛의 상세한 구성을 나타낸 도면이며, 도 5는 구동 신호와 루프 코일 및 전자펜의 공진회로에서의 출력 전압들을 도시한 도면이고, 도 6은 루프 안테나 내에서의 라인 안테나에 대한 전자펜의 위치에 따라 출력되는 감지 전압의 형태를 나타내는 도면이며, 도 7은 도 6에 도시한 감지 전압을 이용하여 위치 신호를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 전자펜이 루프 안테나 내부의 다양한 위치에 존재하는 경우 라인 안테나들에서 출력하는 위치 신호의 형태를 나타낸 도면이며, 도 9는 전자펜과 타블렛 내부의 다양한 신호의 형태를 나타낸 도면이고, 도 10은 센서보드에서의 전자기력의 세기 분포를 나타낸 도면이며, 도 11은 모바일 기기용 타블렛 케이스가 무선 전원 공급장치와 연결되는 경우의 구성을 나타낸 도면이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 모바일 기기용 타블렛 케이스(1)는 케이스 본체(100)와, 공진회로(210)가 내장된 전자펜(200)과, 케이스 본체(100)에 마련되며 전자펜(200)의 위치를 감지하는 타블렛(300)과, 케이스 본체(100)에 마련되며 모바일 기기에 무선으로 전원을 공급하여 주는 무선 전원 공급장치(400)와, 케이스 본체(100)와 모바일 기기의 접속단자부가 연결되는 위치에 마련되어 타블렛(300)과 모바일 기기를 전기적으로 접속시켜주는 커넥터(500)를 포함한다.
케이스 본체(100)는 모바일 기기를 수용할 수 있도록 모바일 기기의 크기에 맞추어 기기별로 제작되며, 그 안쪽에 타블렛(300) 회로와 무선 전원 공급장치(400)가 탑재될 수 있는 크기로 제작되어 기본적으로 모바일 기기를 외부의 충격으로부터 보호해주고 흠집이 나지 않도록 하여주는 케이스의 역할을 한다.
케이스 본체(100)에는 전자펜(200)을 착탈할 수 있는 홀더부(110)가 마련된다. 홀더부(110)는 케이스 본체(100)의 측면에 반원보다 큰 원주를 갖는 개구된 링 형상의 내측면을 갖는 형상으로서 탄성이 있는 재질로 마련되어 전자펜(200)을 장착하는 경우 적은 힘으로 홀더부(110)를 가압하더라도 탄성력 있는 홀더부(110)가 벌어지고 전자펜(200)이 장착된 후 다시 복원탄성력에 의하여 홀더부(110)가 전자펜(200)을 파지할 수 있도록 하고 있다. 홀더부(110)에서 전자펜(200)을 이탈시키는 경우에도 전자펜(200)을 적은 힘으로 당기면 탄성에 의하여 홀더부(110)가 벌어지고 전자펜(200)이 이탈되며 홀더부(110)는 탄성복원력에 의하여 누름 동작 전의 상태로 돌아가게 된다.
또한 홀더부(110)의 인접하는 위치에는 탄성력을 가지는 부재와 결합하여 탄성복원력에 의하여 누름동작과 복원동작이 반복가능한 스위치버튼부(120)가 마련된다. 스위치버튼부(120)는 전자펜(200)이 홀더부(110)에 장착되는 경우 전자펜(200)에 의하여 스위치버튼부(120)가 누름동작될 수 있는 위치에 마련되며, 스위치버튼부(120)가 누름동작되는 경우, 도 3의 회로도를 참조하면, 모바일 기기용 타블렛 케이스(1)의 타블렛(300) 기능이 차단되고 무선 전원 공급장치(400) 기능이 작동된다. 따라서 전자펜(200)을 장착하는 경우에는 스위치버튼부(120)가 누름동작 됨에 따라 모바일 기기용 타블렛 케이스(1)가 무선 전원 공급장치(400)로서 작동하고, 전자펜(200)을 홀더에서 빼내어 사용하는 경우에는 스위치버튼부(120)가 복원됨에 따라 모바일 기기용 타블렛 케이스(1)가 모바일 기기의 타블렛(300) 입력 장치로서 작동한다.
이러한 스위치버튼부(120)는 전자펜(200)을 분실하거나 전자펜(200)을 장착하지 않아도 모바일 기기용 타블렛 케이스(1)를 무선 전원 공급장치(400)로만 이용하고자 하는 경우에는 스위치버튼부(120)가 계속하여 누름 상태가 유지될 수 있도록 스위치버튼부(120)를 누르고 옆으로 밀어서 스위치버튼부(120)가 누름 상태로 고정될 수 있도록 하여주는 푸쉬락(121)을 포함한다. 푸쉬락(121)은 스위치버튼부(120) 하단부에 단층을 만들어 스위치버튼부(120)를 눌러서 옆으로 미는 동작에 의하여 스위치버튼부(120)가 누름상태로 유지될 수 있도록 한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 스위치버튼부(120)와 푸쉬락(121)은 그 구조와 작용을 간단하게 하여 설명하였으나 본 발명의 권리범위는 이에 제한되지 않으며 다른 형상의 스위치버튼부(120)와 이와 다른 구조의 푸쉬락(121)이 사용될 수도 있다. 예를 들어 누르고 옆으로 미는 동작이 아니라 한번 누르는 동작에 의하여 누름 상태가 유지되고 다시 한번 누르는 동작에 의하여 복원되는 형태의 푸쉬락이 마련될 수도 있다.
전자펜(200)은 사용자가 원하는 좌표를 입력하기 위한 수단으로 이용되며, 타블렛(300)의 루프 코일부(310)로부터 출력되는 전자기력(제1 전자기력)에 공진하는 공진회로(210)를 포함한다. 그래서 전자펜(200)의 내부 각 회로들은 이 공진회로(210)의 공진에 의해 발생하는 유도전압을 에너지로 하여 작동하게 된다. 이러한 전자펜(200)에는 사용자가 전자펜(200)을 센서보드(320)에 사용하는 경우 사용자 입력 정보와 전자펜(200) 위치신호를 타블렛(300)에 전송하도록 하여주는 전자펜(200) 회로부가 포함된다.
도 4를 참조하여 전자펜(200) 회로부의 상세한 구성을 살펴보면, 전자펜(200) 회로부는 공진회로(210)에서 발생한 유도 전압을 입력받아 동작 전원을 생성하는 전원 생성부(220), 공진에 의해 발생한 유도 전압과 소정의 기준전압을 비교하는 비교부(230), 사용자 정보를 입력받는 정보 입력부(240), 비교부(230)의 결과에 따라 좌표 측정 모드와 전자펜(200) 정보 획득 모드를 구분하고 전자펜(200) 정보 획득 모드에서 전자펜(200) 정보를 출력하는 제2 제어부(250)를 포함한다.
공진회로(210)는, 타블렛(300)으로부터 방출된 제1 전자기력에 공진하기 위한 인덕터 및 커패시터를 포함하는 공진소자(211)로 이루어진다. 이 공진회로(210)에는 공진을 제어하기 위한 스위칭 소자(251)가 더 포함될 수 있다.
공진회로(210)의 일측에는, 제1 전자기력에 의해 공진회로(210)에서 발생한 유도 전압을 입력받는 전원 생성부(220)가 배치된다. 전원 생성부(220)는 유도전압을 정류하고 전류 및 전압을 정규화하여 제2 제어부(250)의 동작 전원을 생성한다. 전원 생성부(220)는 동시에 소정값의 기준 전압을 생성한다.
비교부(230)는, 공진회로(210)에서 출력한 후 정류된 유도 전압을 기준 전압과 비교하고 그 결과를 제2 제어부(250)로 출력한다.
정보 입력부(240)는, 사용자가 타블렛(300)의 센서보드(320)에 대하여 전자펜(200)을 누르는 압력을 감지하기 위한 필압 감지 센서(241), 사용자의 선택을 입력하기 위한 복수의 버튼(242), 세분화된 값을 입력하기 위한 다이얼(미도시) 등이 더 구비된다. 또한 정보 입력부(240)는, 전자펜(200)에 대한 사용자 정보 등의 각종 정보를 저장하는 메모리(243)를 더 포함할 수도 있다.
제2 제어부(250)는, 전원 생성부(220)로부터 동작 전원을 입력받아 구동하고, 정보 입력부(240)에 의한 사용자 조작 정보를 스위칭 소자(251)를 구동하기 위한 스위칭 신호로 가공하여 출력한다. 이에 의해 스위칭 신호가 스위칭 소자(251)를 온오프함으로써 공진회로(210)의 전류의 흐름이 변화하게 되며 공진회로(210)에서 방출하는 제2 전자기력에 약간의 흔들림이 발생하게 된다. 이 흔들림은 타블렛(300)의 루프 코일부(310)에 흐르는 구동 전압에 흔들림을 유도하게 된다.
한편, 타블렛(300)은 루프 형태의 코일로 마련되며 공진회로(210)에 유도 전압을 발생시키기 위하여 제1 전자기력을 방출하는 루프 코일부(310)와, 루프 코일부(310)에 구동 전압을 인가하는 코일 구동부(330)와, 루프 코일부(310)의 내부에 배치되는 폐루프 형태의 루프 안테나(321) 및 루프 안테나(321)에 일단이 전기적으로 결합되고 타단은 서로 평행하게 배열되어 루프 안테나(321)를 가로지르는 복수의 라인 안테나(322)를 구비하는 센서보드(320)와, 제1 전자기력을 구동 에너지로 사용하는 전자펜(200)에서 방출하는 제2 전자기력을 감지하여 전자펜(200)의 위치신호를 출력하는 위치신호 생성부(350)와, 제2 전자기력에 의해 구동 전압에 발생하는 흔들림을 검출하여 전자펜(200)에서 출력하는 전자펜(200) 정보를 검출하는 정보 검출부(340)와, 코일 구동부(330)에서 인가하는 구동 전압을 시간적으로 좌표 측정 모드 및 전자펜(200) 정보 획득 모드로 구분하여 제어하기 위한 제어 신호를 출력하고 좌표 측정 모드 시에 위치신호를 이용하여 전자펜(200)의 위치를 감지하고 전자펜(200) 정보 획득 모드 시에 전자펜(200) 정보의 검출을 행하는 제1 제어부(360)를 포함한다.
루프 코일부(310)는, 타블렛(300)의 좌표 입력 표면이 되는 센서보드(320)의 외곽을 폐루프 형태로 둘러싸는 루프 코일로 이루어지며, 후술하는 코일 구동부(330)에 의해 인가되는 구동 전압에 의해 센서보드(320)의 외부로 전자기력을 방출하게 된다. 일반적으로 센서보드(320)의 형태는 사각형 형태를 가지며, 루프 코일부(310)의 루프 코일 역시 센서보드(320)의 외형을 둘러싸도록 사각형 형태가 된다. 이러한 루프 코일은 전도성의 도선을 권선하여 경질 또는 연질 기판에 부착 형성되거나 포토리소그래피 방식 등을 이용한 패터닝에 의해 형성될 수도 있다.
센서보드(320)는, 루프 코일부(310)의 루프 코일이 형성하는 사각형 폐루프의 내부에 배치되며 루프 코일과 동일한 사각형 형태의 폐루프인 루프 안테나(321)와, 루프 안테나(321)에 일단이 전기적으로 결합되고 타단은 루프 안테나(321)가 형성하는 폐루프를 가로지르며 외측으로 연장되는 서로 평행한 복수의 라인 안테나(322)를 구비한다. 라인 안테나(322)는 루프 안테나(321)와 결합되는 일단을 제외하고는 루프 안테나(321)와 절연된 상태이다. 본 실시예에서 센서보드(320)는 케이스 본체(100)의 전면부에 일체형으로 마련되어 사용자가 타블렛(300) 기능을 사용하는 경우 모바일 기기의 디스플레이 화면상에 직접 터치 입력을 하는 것처럼 소프트웨어 상에서 위치 정보 처리를 조정할 수 있다.
여기에서, 상술한 루프 코일의 루프 코일은 폐루프의 형태만을 가질 뿐 코일의 일단과 타단은 서로 전기적으로 분리되어, 일단으로 전류가 흘러들어가고 타단으로 흘러나올 수 있지만, 루프 안테나(321)는 그 자체로 전기적인 폐루프를 형성하고 있으며 후술할 위치신호 생성부(350)의 증폭기(351)의 입력 중 하나에 연결된다. 또한, 라인 안테나(322)는 동일 간격으로 평행하게 배치된 복수의 제1 방향의 라인 안테나(322) 및 이 제1 방향의 라인 안테나(322)와는 절연된 상태로 제1 방향의 라인 안테나(322)와 교차하는 복수의 제2 방향의 라인 안테나(322)로 이루어진다. 여기에서 제1 방향과 제2 방향은 서로 직교하는 방향(예를 들면, 각각 X축 방향과 Y축 방향)인 것이 바람직하다. 또한, 제1 방향의 라인 안테나(322)들 사이의 간격과 제2 방향의 라인 안테나(322)들 사이의 간격은 서로 동일하여, 전체적인 라인 안테나(322)들은 다수의 정사각형 형태의 그물망 형태로 배치된다. 루프 안테나(321)의 외측으로 연장된 이 라인 안테나(322)들의 타단들은 후술할 위치신호 생성부(350)의 멀티플렉서에 연결된다.
이와 같이 배치된 라인 안테나(322)들에 의하면, X축 방향의 라인 안테나(322)들에 의해 전자펜(200)의 Y축 방향의 위치를 검출하고, Y축 방향의 라인 안테나(322)들에 의해 전자펜(200)의 X축 방향의 위치를 검출할 수 있게 되어, 결과적으로 2차원 평면 좌표를 획득할 수 있게 된다.
이하의 설명에서는 설명의 편의를 위하여 하나의 방향(예를 들면, Y축 방향)으로 배치된 라인 안테나(322)에 대해서만 설명하도록 한다.
코일 구동부(330)는, 루프 코일부(310)의 루프 코일의 양단이 결합된 전원 공급 회로로서, 후술하는 제1 제어부(360)로부터 입력되는 제어 신호에 따라 루프 코일부(310)에 구동 전압을 인가한다. 이때 인가되는 전압은 소정의 주파수 및 일정한 진폭을 갖는 구형파 또는 사인파 전압인 것이 바람직하다.
정보 검출부(340)는, 코일 구동부(330)에서 루프 코일부(310)에 공급하는 구동 전압의 파형에 발생하는 전압의 흔들림을 감지하여 이를 전자펜(200) 정보로서 출력한다. 루프 코일부(310)의 루프 코일 역시 코일의 형태로서 전자기력에 영향을 받기 때문에, 외부에서 작용하는 전자기력(예를 들면 전자펜(200) 내의 공진회로(210)에서 방출하는 전자기력)에 의해 유도 전압이 발생하게 되고, 이 유도 전압이 코일 구동부(330)에서 출력하는 구동 전압에 영향을 미쳐 구동 전압의 흔들림을 유발하게 되는 것이다.
위치신호 생성부(350)는, 멀티플렉서를 이용하여 X축 방향의 복수의 라인 안테나(322) 중의 적어도 하나의 라인 안테나(322)를 선택하고 이 라인 안테나(322)와 루프 안테나(321) 사이에서 발생한 전압(전자펜(200)에 의한 유도 전압)을 감지하고, 동시에(또는 선택적으로) 멀티플렉서를 이용하여 Y축 방향의 복수의 라인 안테나(322) 중의 적어도 하나의 라인 안테나(322)를 선택하고 이 라인 안테나(322)와 루프 안테나(321)의 사이에서 발생한 전압을 감지한다. 그리고 이러한 전압들의 크기 및 위상을 가공하여 위치신호로서 제1 제어부(360)에 출력한다.
제1 제어부(360)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 모바일 기기용 타블렛 케이스(1)에서, 타블렛(300) 측에 위치하는 제어부를 가리킨다. 제1 제어부(360)는 코일 구동부(330)에 제어 신호를 입력하여 루프 코일부(310)에 구동 전압을 인가하도록 한다. 또한, 정보 검출부(340)에서 출력하는 전자펜(200) 정보를 입력받아 사용자가 조작한 전자펜(200)의 버튼(242), 전자펜(200)을 센서보드(320)에 대하여 누르는 압력인 필압, 전자펜(200)에 내장된 메모리(243)에서 전송한 정보 등을 인식한다. 또한, 위치신호 생성부(350)에서 출력하는 위치신호를 이용하여 라인 안테나(322) 상의 전자펜(200)의 위치 또는 좌표를 측정한다. 또한, 제1 제어부(360)는 모바일 기기와 연결된 커넥터(500)를 통하여 모바일 기기와 통신하여 측정된 좌표 및 전자펜(200) 정보 등을 전송한다.
도 4는 도 3에서 전자펜 회로부와 타블렛 회로부의 상세한 구성을 도시한 도면이다. 이들 도면을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자펜(200)과 타블렛(300)의 상세한 구성과 이러한 구성을 갖는 전자펜(200)과 타블렛(300)의 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 루프 코일부(310)는 코일 구동부(330)에 연결되어 구동 전압을 인가받는 루프 코일로 이루어진다. 코일 구동부(330)는 제1 제어부(360)에서 제공하는 제어신호에 따라 소정 주파수를 갖는 구형파 전압을 루프 코일에 인가한다. 구동 전압은 주파수 및 진폭이 독립적으로 제어될 수 있다.
이때, 구동 전압을 인가하는 출력단에는 정보 검출부(340)가 연결되며, 구동 전압의 일부는 정보 검출부(340)에도 입력된다. 이에 의해 외부 영향에 의한 구동 전압의 흔들림을 정보 검출부(340)에서 감지할 수 있게 된다.
정보 검출부(340)는 입력되는 구동 전압을 정류기(341)를 통해 정류한 후, 로우패스 필터(342), 밴드패스 필터(343) 및 다시 로우패스 필터(344)를 통과시켜 구동 전압이 전자펜(200)에서 출력하는 제2 전자기력에 의해 흔들린 부분만을 추출하고, 이를 비교기(345)를 통과시킴으로써 대략 디지털화된 형태를 갖는 전자펜(200) 정보로 변환한다. 이 전자펜(200) 정보는 제1 제어부(360)로 입력되고, 제1 제어부(360)에서는 이 전자펜(200) 정보를 분석하여 사용자의 조작과 같은 전자펜(200)로부터 전송되는 정보들을 인식한다.
다음, 위치신호 생성부(350)를 살펴보면, 라인 안테나(322)들의 타단들이 연결된 멀티플렉서에서는 제1의 라인 안테나(322)로부터 제n의 라인 안테나(322)까지 순차적으로 하나씩의 라인 안테나(322)를 선택하고, 증폭기(351)에서는 선택된 어느 하나의 라인 안테나(322)와 루프 안테나(321)와의 사이에서 발생한 유도 전압을 감지전압으로 하여 출력한다. 이때 출력되는 감지 전압은 밴드패스 필터(352)를 통과하여 잡음이 제거된다.
한편, 증폭기(351)에서 출력하는 감지 전압은 소정 주파수를 갖는 사인파 신호이다. 그리고 잡음제거된 감지 전압은, 제1 샘플/홀드 회로(353)를 통과함으로써, 사인파 신호의 피크가 홀드된 계단형 신호가 된다. 이때, 제1 샘플/홀드 회로(353)는 감지 전압의 주파수에 동기하여 샘플링 및 홀드를 하게 된다.
감지 전압은 전자펜(200)의 공진회로(210)에서 발생한 전자기력(제2 전자기력)에 의해 루프 안테나(321)가 공진함으로써 발생한 유도 전압이고, 전자펜(200)의 공진회로(210) 역시 루프 코일부(310)에서 출력하는 제1 전자기력에 의해 공진하는 것이므로, 감지 전압은 결과적으로 구동 전압의 주파수와 동일한 주파수를 갖는다.
제1 샘플/홀드 회로(353)를 통과하여 출력되는 계단형 신호는 적분기(354)로 입력된다. 이 적분기(354)는 전자펜(200)에 의해 감지 전압이 발생한 후 소정 시간이 지나고 나서 동작한다. 더욱 정확하게는 코일 구동부(330)에서 루프 코일부(310)에 구동 전압을 인가하고 소정 시간이 경과한 이후로부터 동작하며, 입력되는 계단형 신호의 값을 적분한다. 그리고 적분된 값은 제2 샘플/홀드 회로(356)에서 샘플링 및 홀드되며, 이 값은 위치신호로서 제1 제어부(360)에 제공된다.
제1 제어부(360)에서는 입력된 위치신호의 크기 및 위상을 이용하여 루프 안테나(321)와 멀티플렉서에 의해 선택된 라인 안테나(322)와의 사이에서 전자펜(200)의 위치를 결정한다. 이로써 어느 한 축에 대한 전자펜(200)의 좌표를 결정할 수 있게 되며, 전자펜(200)에 대하여 X축 라인 안테나(322)에 의한 위치와 Y축 라인 안테나(322)에 의한 위치를 결합하여 2차원 좌표를 생성할 수 있게 된다.
이러한 방법으로 전자펜(200)의 좌표를 결정함에 있어서, 제1 제어부(360)는 멀티플렉서에 의해 순차적으로 선택되는 각 라인 안테나(322)에 의해 출력되는 위치신호들을 종합하게 된다. 즉, 전자펜(200)이 위치하는 근방에서는 위치신호의 위상이 정반대로 변화하는 라인 안테나(322)가 존재하게 되며, 이 위치를 전자펜(200)의 위치로 근사할 수 있고, 또한, 이때의 위치신호의 크기를 측정함으로써 라인 안테나(322)로부터 전자펜(200)의 거리를 측정할 수도 있게 된다.
이와 같은 원리에 대해서는 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다.
도 5는 구동 신호와 루프 코일 및 전자펜(200)의 공진회로(210)에서의 출력 전압들을 도시한다. ①의 파형은 코일 구동부(330)에서 출력하는 제어신호를 나타낸다. ②의 파형은 코일 구동부(330)에서 루프 코일부(310)에 인가하는 구동 전압에 의해 루프 코일부(310)에서 방출하는 제1 전자기력의 파형이다. 구동 전압의 LOW 및 HIGH의 진동에 의해 루프 코일부(310)에서 제1 전자기력을 방출하게 되고 HIGH(또는 LOW)를 일정하게 유지하는 때에는 루프 코일부(310)에서의 전자기력 방출은 정지된다. ⓐ의 파형은 제1 전자기력에 의해 공진하는 전자펜(200)의 공진회로(210)에 발생하는 유도 전압의 파형이며, 제1 전자기력과 공진회로(210)에서 방출하는 제2 전자기력의 파형일 수도 있다. 도 3과 같이, 전자펜(200)의 공진회로(210)에 충전된 제1 전자기력에 의한 에너지는, 제1 전자기력이 제거되면 공진회로(210)로부터 서서히 방출된다.
도 6은 루프 안테나(321) 내에서의 라인 안테나(322)에 대한 전자펜(200)의 위치에 따라 출력되는 감지 전압의 형태를 나타내는 도면이다. ①의 파형은 제어 신호이고, ②의 파형은 제1 전자기력이고, ⓐ의 파형은 제1 전자기력과 제2 전자기력의 파형이다. ③의 파형은 위치신호 생성부(350)의 증폭기(351)에서 출력하는 감지 전압의 파형이다. 즉, 도 4의 하단에 도시된 루프 안테나(321)의 개략도에서, 멀티플렉서에 의해 선택된 어느 하나의 라인 안테나(322)에 대한 전자펜(200)의 위치에 따라, 라인 안테나(322)의 좌측에 전자펜(200)이 위치한 경우를 'X-' 위치로 하고 이때의 출력을 ③의 파형에서 'X-'로 나타내고, 라인 안테나(322)의 직상부에 전자펜(200)이 위치한 경우를 '0' 위치로 하고 이때의 출력을 ③의 파형에서 '0'으로 나타내고, 라인 안테나(322)의 우측에 전자펜(200)이 위치한 경우를 'X+' 위치로 하고 이때의 출력을 ③의 파형은 'X+'로 나타낸다. ③의 파형들을 살펴보면, 전자펜(200)이 'X-' 위치에 존재하면, 감지 전압은 제1 전자기력과 제2 전자기력이 동일위상으로 구동 전압의 주파수와 동일하고 순탄하게 감쇠하는 파형을 갖는다. 전자펜(200)이 '0' 위치에 존재하면, 감지 전압은 루프 코일의 구동 전압(제1 전자기력)만 감지되고 전자펜(200)에 의한 영향(제2 전자기력)은 미약하여 급격히 0으로 감소한다. 전자펜(200)이 'X+' 위치에 존재하면, 감지 전압은, 루프 코일에 의한 제1 전자기력과 제2 전자기력의 위상이 180°의 차이가 나기 때문에, 초기에는 제1 전자기력의 영향이 크다가 이후 감소하면서 제1 전자기력에 180°의 위상 차이가 나타나는 제2 전자기력의 파형이 된다. 즉, 파형이 갑자기 감소하는 동시에 위상이 역으로 바뀌는 구간이 발생하게 된다.
도 7은 도 6에 도시한 감지 전압을 이용하여 위치신호를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 먼저, ①의 파형과 같이 구동 전압이 인가되면 ④의 파형과 같은 감지 전압이 생성된다. 여기에서, ④의 파형은 라인 안테나(322)에 대한 전자펜(200)의 위치에 따른 'X-', '0', 'X+'의 세가지 경우를 모두 보여주고 있다. 이후 제1 제어부(360)에서 제공하는 ⑬의 파형에 따라 제1 샘플/홀드 회로(353)가 구동되고, 'X-', '0' 및 'X+' 파형을 기초로 하여 ⑤와 같은 계단형 신호가 생성된다. 그리고 ⑤와 같은 계단형 신호는 적분기(354)에 입력되고, 제1 제어부(360)에서 제공하는 ⑭의 파형에 의해 적분기(354)의 동작이 제어된다. 즉, T1의 구간에서는 적분기(354)가 동작하지 않으며, T2의 구간에서만 입력되는 계단형 신호의 값을 적분하여 ⑥과 같은 신호를 생성한다. 한편, 제2 샘플/홀드 회로(356)는 소정의 시간(예를 들면 적분기(354)가 적분을 개시하고 대략 T2의 시간이 경과한 후)이 흐른 후 T3의 구간에서 ⑥의 신호를 샘플링 및 홀드한다. 이때의 값이 위치신호가 된다.
전자펜(200)이 특정 위치에 존재하는 동안 각각의 라인 안테나(322)들로부터 각각의 위치신호를 수신하게 되면, 도 8과 같은 형태를 얻을 수 있다. 도 8은 전자펜(200)이 루프 안테나(321) 내부의 다양한 위치에 존재하는 경우 라인 안테나(322)들에서 출력하는 위치신호의 형태를 나타낸 도면이다. 도면에서와 같이 전자펜(200)이 각각 ①, ② 및 ③의 위치에 존재할 때 각각의 라인 안테나(322)에서는 다양한 크기의 위치신호들이 나타난다.
이와 같이, 라인 안테나(322)들을 멀티플렉서에 의해 하나씩 선택하면서 각 라인 안테나(322)에 의한 위치신호를 획득하게 되면, 위치신호의 위상이 반전되는 부분을 발견할 수 있게 되며, 이 위치를 전자펜(200)의 위치로서 검출할 수 있게 된다.
이때, 복수의 라인 안테나(322)들 중 어느 하나를 멀티플렉서에 의해 선택하는 방법은, 어느 일측의 라인 안테나(322)로부터 타측의 끝까지 각각의 라인 안테나(322)를 순차적으로 하나씩 선택하는 방법 외에도, 최종으로 전자펜(200)의 위치를 검출한 특정의 위치로부터 선택을 개시하는 등의 다양한 방법을 이용할 수 있다.
또한, 증폭기(351)로 입력되는 루프 안테나(321)의 입력은, 선택된 라인 안테나(322)의 외측에 존재하는 두 개의 라인 안테나(322)를 선택하여, 라인 안테나(322)와 루프 안테나(321)의 일부로 이루어지는 가상의 루프 안테나(321)를 형성하도록 할 수도 있다. 이러한 구성에 의하면, 선택된 라인 안테나(322)와 루프 안테나(321)와의 거리를 줄일 수 있게 되어, 선택된 라인 안테나(322)에서 출력하는 신호의 크기를 정확하게 측정할 수 있게 된다.
다음으로, 도 9를 참조하여 전자펜(200)로부터 타블렛(300)으로 전자펜(200) 정보를 송신하는 방법에 대하여 설명한다. 도 9는 전자펜(200)와 타블렛(300) 내부의 다양한 신호의 형태를 나타낸 도면이다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 타블렛(300)에서는, 시간을 좌표 측정 모드와 전자펜(200) 정보 획득 모드로 구분하고, 좌표 측정 모드에서는 전자펜(200)의 좌표를 측정하도록 하고 전자펜(200) 정보 획득 모드에서는 전자펜(200)로부터의 조작 정보를 인식하도록 한다.
먼저, 구동 전압은 ①의 파형과 같이 인가된다. 구동 전압은 좌표측정 모드의 구간과 전자펜(200) 정보 획득 모드의 구간으로 구분된다. 즉, 좌표측정 모드의 구간은 다시 구동 전압이 소정 주파수로 진동하는 에너지 공급 구간과 진동하지 않는 위치 측정 구간을 갖고, 전자펜(200) 정보 획득 모드의 구간은 구동 전압이 계속적으로 진동하는 데이터 수신 구간만을 갖는다. 이러한 파형에 의하면, 좌표 측정 모드의 에너지 공급 구간에서는 루프 코일부(310)에서 전자펜(200)을 향하여 제1 전자기력을 방출함으로써 공진회로(210)에 에너지를 공급하게 되고, 위치 측정 구간에서는 에너지가 충전된 공진회로(210)가 방출하는 제2 전자기력을 이용하여 전자펜(200)의 위치를 측정하게 된다.
한편, 전자펜(200) 정보 획득 모드의 데이터 수신 구간에서는, 구동 전압의 진동에 의해 전자펜(200)이 에너지를 공급받고 동시에 공진회로(210)가 공진하는 중에, 정보 입력부(240)에 의해 사용자 조작 또는 메모리(243) 정보가 입력되면 제2 제어부(250)가 스위칭 소자(251)를 제어하여 공진회로(210)의 공진에 흔들림을 발생시킨다. 그리고 이러한 흔들림은 타블렛(300)을 향하는 제2 전자기력의 흔들림을 유발하고, 이를 타블렛(300)의 정보 검출부(340)에서 감지하여 전자펜(200) 정보를 인식하게 된다.
②의 파형을 살펴보면, 좌표측정 모드에서는 에너지 공급 구간에서만 제1 전자기력이 발생하고 있음을 확인할 수 있고, 전자펜(200) 정보 획득 모드에서는 구동 전압의 계속적인 진동에 의해 최대 출력으로 제1 전자기력이 방출되는 것을 확인할 수 있다. 한편, 이러한 제1 전자기력에 의해 전자펜(200)의 공진회로(210)에 의해 발생하는 유도 전압(또는 제2 전자기력)을 나타내는 ⓐ의 파형의 크기는, 좌표 측정 모드에서는 전자펜(200) 정보 획득 모드일 때보다 상대적으로 낮은 값을 가짐을 확인할 수 있다.
한편, 전자펜(200)에서는 이러한 전자기력의 차이를 이용하여 좌표 측정 모드와 전자펜(200) 정보 획득 모드를 구별하도록 한다. 즉, 전자펜(200)의 공진회로(210)에 유도된 전압인 ⓐ의 파형은 정류기(221)를 통과함으로써 정류되어 ⓑ의 파형으로 나타나고, ⓑ의 파형은 분압되어 ⓓ의 파형으로 나타나고, 이 ⓓ의 파형과 기준 전압인 ⓒ를 비교한 값을 이용하여 ⓕ의 파형을 생성하게 된다. 그리고 제2 제어부(250)에서는 ⓕ의 파형에 의해 타블렛(300)의 현재 상태가 좌표 측정 모드인지 전자펜(200) 정보 획득 모드인지를 판별할 수 있게 된다.
전자펜(200) 정보 획득 모드에서는 ⓐ의 파형에 전자펜(200) 정보가 매핑된다. 즉, 제2 제어부(250)에서는 정보 입력부(240)의 출력에 기초하여 ⓖ의 파형을 갖는 스위칭 신호를 생성한다. 이에 의해 전자펜(200)의 공진회로(210)에서 방출하는 제2 전자기력에는 ⓐ의 파형의 우측과 같이 순간적으로 하강하는 흔들림이 발생하게 된다. 이러한 흔들림은 루프 코일부(310)의 구동 전압에 영향을 미치게 되고, 이와 같이 영향을 받은 구동 전압은 정보 검출부(340)의 정류기(341)를 통과한 후 ⑧의 파형과 같이 나타난다. 이때, 조작 정보에 의한 흔들림은 미소하게 나타나며 이 부분을 추출하여 증폭할 필요가 있다. 이를 위하여, ⑧의 파형은 로우패스 필터(342), 밴드패스 필터(343), 다시 로우패스 필터(344)를 통과하면서, 각각 ⑨, ⑩, ⑪의 파형으로 나타난다. 그리고 ⑪의 파형은 비교기(345)를 통과하면서 ⑫의 파형을 갖는 신호가 생성되며, 이 신호는 전자펜(200) 정보로서 제1 제어부(360)에 제공된다.
제1 제어부(360)는 입력받은 전자펜(200) 정보를 인식하여, 필압, 버튼(242), 다이얼(미도시) 등의 사용자에 의한 조작 및 메모리(243)에 의한 정보를 감지하게 된다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 모바일 기기용 타블렛 케이스(1)에서는, 전자펜(200)의 좌표를 측정하기 위한 모드와 전자펜(200)로부터 전송되는 정보를 획득하기 위한 모드를 시간적으로 구분하여 처리함으로써, 각 동작을 높은 정밀도로 정확하게 행할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 모바일 기기용 타블렛 케이스(1)의 전자펜(200)은, 별도의 배터리와 같은 전원 공급 수단을 구비할 필요가 없이 타블렛(300)에 의한 전자기력을 에너지로 이용하게 되므로, 전자펜(200)의 무게를 줄일 수 있으며, 배터리에 대한 유지 비용 및 모바일 기기용 타블렛 케이스(1)의 제조 비용을 감소시킬 수 있게 된다.
또한, 계속적으로 루프 코일부(310)을 구동시켜 제1 전자기력을 방출하여 전자펜(200)의 좌표를 측정하고 동시에 전자펜(200)로부터 출력되는 정보를 인식하는 방법을 사용하는 경우에 있어서는, 도 10에 도시된 바와 같이, 타블렛(300)의 루프 코일부(310)에 가까운 부분일수록 루프 코일부(310)에서 방출하는 제1 전자기력의 세기가 커서, 상대적으로 낮은 크기의 제2 전자기력을 방출하는 전자펜(200)의 정확한 위치 인식이 어렵다는 문제점이 있었다. 도 10을 참조하면, 루프 코일부(310)에 인접한 루프 안테나(321)의 외부에서 전자기력의 세기 분포가 높게 나타나는 것을 확인할 수 있다. 이러한 상태에서 전자펜(200)에서 방출하는 전자기력이 루프 코일부(310)에서 방출하는 전자기력보다 작은 경우에는 그 위치 측정이 어렵다는 문제점이 있었다.
하지만, 본 발명의 제1 실시예에 따른 모바일 기기용 타블렛 케이스(1)에서는, 루프 코일부(310)에서의 제1 전자기력의 방출과 전자펜(200)로부터의 제2 전자기력의 방출 및 수신을 시간적으로 분할하여 수행하기 때문에, 위와 같은 전자기력 분포의 불균일함에 의한 문제점을 해소하고, 미약한 크기의 제2 전자기력이라도 정확하게 감지할 수 있게 된다.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 모바일 기기용 타블렛 케이스(1)가 무선 전원 공급장치와 연결되는 경우의 구성을 나타낸 도면이다.
도 11을 참고하여 살펴보면, 모바일 기기용 타블렛 케이스(1)가 무선 전원 공급장치(400)로 사용되는 경우 전자기력 발생기(미도시)에 흐르는 교류전류에 의하여 루프 코일부(310)에 유도 전류를 발생시키고, 발생된 유도 전류는 무선 전원 공급장치(400) 내의 AC-DC 변환기(410)에 의하여 직류전류로 변환되어 커넥터(500)를 통하여 모바일 기기에 공급된다.
AC-DC 변환기(410)는 정류회로로서, 브릿지 회로, 정류 커패시터, 정전압 회로 중 어느 하나로 구성할 수 있다. AC-DC 변환기(410)의 출력은 모바일 기기의 종류에 따라 모바일 기기의 작동 가능 범위 내로 제어한다.
이와 같이, 본 발명의 모바일 기기용 타블렛 케이스(1)에 의하면, 모바일 기기에 자세한 펜 입력이 되는 타블렛(300) 기능을 추가하여 사용할 수 있고, 이와 더불어 모바일 기기에 무선으로 전원을 공급할 수 있는 효과가 있다.
한편, 이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 모바일 기기용 타블렛 케이스(1)를 설명하면 다음과 같다. 단, 본 발명의 제1 실시예에 따른 모바일 기기용 타블렛 케이스(1)에서 설명한 바와 동일한 것에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 모바일 기기용 타블렛 케이스의 사시도이고, 도 13은 도 12의 사용방법을 나타낸 도면이며, 도 14는 도 13의 경우에 따른 회로도와 신호의 크기를 간략히 나타낸 도면이고, 도 15는 도 13의 또 다른 사용방법을 나타낸 도면이며, 도 16은 도 15의 경우에 따른 회로도와 신호의 크기를 간략히 나타낸 도면이다.
이들 도면을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 모바일 기기용 타블렛 케이스(1)는, 센서보드(320)가 케이스 본체(100)의 전면부에 일체형으로 마련되는 제1 실시예와 달리 케이스 본체(100)의 전면부와 후면부 사이에 센서보드(320)의 일측면만 결합되어 케이스 본체(100)에 상대 회동이 가능하도록 마련된다.
이러한 구성에 의하여 도 13에 도시된 바와 같이 센서보드(320)를 모바일 기기의 디스플레이부 상면에 위치하게 하여 사용하는 경우에는 사용자가 모바일 기기의 디스플레이 화면상에 직접 터치 입력을 하는 것처럼 타블렛(300) 기능을 사용할 수 있다. 또한 도 15에 도시된 바와 같이 센서보드(320)를 케이스 본체(100)의 하면에 위치하게 하여 사용하는 경우에는 모바일 기기와 독립하여 사용할 수도 있다.
도 14 및 도 16을 참조하여 살펴보면, 센서보드(320)가 다른 위치에 있는 각각의 경우에 전자펜(200)의 위치와 이에 따른 위치신호 생성부(350)의 증폭기(351)에서 출력하는 감지 전압의 파형이 180°의 위상 차이가 발생하기 때문에 소프트웨어 상에서 센서보드(320)의 위치를 파악할 수 있다. 이에 의하여 센서보드(320)를 자유롭게 위치시켜 타블렛(300) 기능을 보다 편리하게 사용할 수 있게 된다.
도 17은 본 발명의 제3 실시예에 따른 모바일 기기용 타블렛 케이스(1)의 사시도이다. 본 실시예의 모바일 기기용 타블렛 케이스(1)는 기본적으로 제2 실시예와 같은 구성과 작용을 가지며 제2 실시예와 다르게 센서보드(320)의 짧은 측면이 케이스 본체(100)에 결합되어 케이스 본체(100)와 상대 회동이 가능하게 마련된다. 이와 같이 본 발명의 모바일 기기용 타블렛 케이스(1)는 사용자 편의를 위하여 사용자 요구에 맞도록 다양하게 디자인할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
1 : 모바일 기기용 타블렛 케이스
100 : 케이스 본체 110 : 홀더부
120 : 스위치버튼부 121 : 푸쉬락
200 : 전자펜 210 : 공진회로
220 : 전원 생성부 230 : 비교부
240 : 정보 입력부 250 : 제2 제어부
300 : 타블렛 310 : 루프 코일부
320 : 센서보드 321 : 루프 안테나
322 : 라인 안테나 330 : 코일 구동부
340 : 정보 검출부 350 : 위치신호 생성부
360 : 제1 제어부 400 : 무선 전원 공급장치
410 : AC-DC 변환기
500 : 커넥터

Claims (12)

  1. 전면부로 모바일 기기의 디스플레이 화면이 노출되는 케이스 본체;
    공진회로가 내장된 전자펜;
    상기 케이스 본체에 마련되며 상기 전자펜의 위치를 감지하는 타블렛; 및
    상기 케이스 본체와 모바일 기기의 접속단자부가 연결되는 위치에 마련되어 상기 타블렛과 모바일 기기를 전기적으로 접속시켜주는 커넥터를 포함하며,
    상기 타블렛은,
    루프 형태의 코일로 마련되며 상기 공진회로에 유도 전압을 발생시키기 위하여 제1 전자기력을 방출하는 루프 코일부;
    상기 루프 코일부의 내부에 배치되는 폐루프 형태의 루프 안테나 및 상기 루프 안테나에 일단이 전기적으로 결합되고 타단은 서로 평행하게 배열되어 상기 루프 안테나를 가로지르는 복수의 라인 안테나를 구비하는 센서보드; 및
    상기 제1 전자기력을 구동 에너지로 사용하는 상기 전자펜에서 방출하는 제2 전자기력을 감지하여 상기 전자펜의 위치 신호를 출력하는 위치신호 생성부를 포함하고,
    상기 센서보드는, 상기 케이스 본체의 전면부에 일체형으로 마련되며,
    상기 루프 안테나와 상기 복수의 라인 안테나는, 전도성 투명 재질로 형성되고,
    상기 센서보드는, 상기 케이스 본체의 전면부와 후면부 사이에 상기 센서보드의 일측면만 결합되어 상기 케이스 본체에 대한 상대 회동이 가능하며,
    사용자는 상기 센서보드가 상기 케이스 본체의 전면부에 위치하는 경우에 상기 전면부로 노출된 상기 모바일 기기의 디스플레이 화면상에서 상기 전자펜을 사용하고,
    상기 센서보드가 상기 케이스 본체에 대해 상대 회동된 결과 상기 센서보드가 상기 케이스 본체의 전면부와 이격되어 위치하는 경우에 상기 사용자는 상기 센서보드의 하면에 대하여 상기 전자펜을 사용하며,
    상기 센서보드의 전면을 사용하는 경우와 상기 센서보드의 하면을 사용하는 경우에 상기 전자펜의 위치에 따라 위치신호 생성부가 출력하는 감지 전압의 파형이 180°의 위상 차이가 발생하는 것인 모바일 기기용 타블렛 케이스.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 타블렛은,
    상기 루프 코일부에 상기 구동 전압을 인가하는 코일 구동부;
    상기 제2 전자기력에 의해 상기 구동 전압에 발생하는 흔들림을 검출하여 상기 전자펜에서 출력하는 전자펜 정보를 검출하는 정보 검출부; 및
    상기 코일 구동부에서 인가하는 상기 구동 전압을 시간적으로 좌표 측정 모드 및 전자펜 정보 획득 모드로 구분하여 제어하기 위한 제어 신호를 출력하고, 상기 좌표 측정 모드 시에 상기 위치 신호를 이용하여 상기 전자펜의 위치를 감지하고 상기 전자펜 정보 획득 모드 시에 상기 전자펜 정보의 검출을 행하는 제1 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 타블렛 케이스.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 센서보드는,
    일방향으로 평행하게 배치된 복수의 제1 라인 안테나; 및
    상기 제1 라인 안테나와 절연된 상태로 교차하고 서로 평행하게 배치된 복수의 제2 라인 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 타블렛 케이스.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 위치신호 생성부는, 상기 제1 및 제2 라인 안테나 중 적어도 하나의 상기 라인 안테나의 타단을 선택하는 멀티플렉서를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 타블렛 케이스.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전자펜은,
    상기 공진회로의 공진에 의해 발생한 유도 전압과 소정 기준 전압을 비교하는 비교부; 및
    상기 비교의 결과에 따라 상기 전자펜의 좌표를 측정하는 모드인 좌표 측정 모드와 상기 전자펜으로부터의 조작 정보를 인식하는 모드인 전자펜 정보 획득 모드를 구분하고, 상기 전자펜 정보 획득 모드에서 상기 전자펜 정보를 출력하는 제2 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 타블렛 케이스.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 케이스 본체에 마련되며 모바일 기기에 무선으로 전원을 공급하여 주는 무선 전원 공급장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 타블렛 케이스.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 케이스 본체는,
    상기 케이스 본체부의 측면에 마련되어 상기 전자펜이 탈부착 가능한 홀더부; 및
    상기 홀더부에 인접하여 마련되며 상기 전자펜이 상기 홀더부에 장착될 때 누름 동작되는 스위치버튼부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 타블렛 케이스.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 스위치버튼부는, 상기 전자펜이 홀더부에 장착되지 않아도 상기 스위치버튼부의 누름 상태를 유지시켜주는 푸쉬락을 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 타블렛 케이스.
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