KR101309778B1 - 디지털 펜 조립체 - Google Patents

Abstract

전기회로; 상기 전기회로로부터 분리되어 있고, 음향 신호를 송신하도록 구성된 음향 송신기; 및 상기 전기회로 및 상기 송신기를 전기적으로 접속하기 위해, 상기 전기회로를 기계적으로 가압하여 상기 송신기와 전기적 접촉상태가 되도록 구성된 탄성홀더를 포함하는 디지털 펜.

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Description

디지털 펜 조립체{METHOD AND SYSTEM FOR DIGITAL PEN ASSEMBLY}

본 발명은 음향 위치설정 방법, 특히 음향 신호 전송 펜 입력장치를 이용한 데이터 입력방법 및 입력장치에 관한 것이다.

디지털 라이팅 기구(이하, '디지털 펜'이라는 용어와 병용함)는 종이 위에 실제로 필기가 되는지의 여부와 무관하게 종이 위에서의 펜의 동작(strokes)을 포착하여 수치화하는데 이용할 수 있다.

예를 들면, 디지털 펜의 동작은 필적 인식 소프트웨어를 이용하여 디지털 저장되는 필적 레코드로 변환시킬 수 있다. 이렇게 함으로써, 손으로 작성한 문서를 컴퓨터 워드 프로세서로 재작성하는 힘들고 지루한 작업이 제거됨으로써 생산성이 크게 증대된다.

펜의 동작의 디지털 표현을 필적 인식 장치에 입력하기 위해 펜의 시간의존 위치(time-dependent position)를 검출하는 방법 및 그 위치를 펜의 동작으로 변환하는 방법이 사용될 수 있다.

본 기술분야에 공지된 바와 같이, 특수 펜이 종이 위에서 움직일 때 초음파 신호를 생성하거나 초음파 신호를 변경하는 초음파 시스템을 이용할 수 있다.

초음파 신호는 수신기에 의해 감지되고, 수신기의 출력이 삼각법으로 측정되 고 펜의 절대위치로 상관됨으로써 각 수신기에 대한 위치와 상관시킨다. 다음에 펜의 위치 시퀀스(sequence)를 필적 인식 엔진 내에 입력하기 위해 수치화(digitized)될 수 있다.

초음파 시스템의 장점은 초음파 신호 방출장치의 사용자가 그 방출장치를 이용하여 초음파 신호를 수신하고, 그 초음파 신호를 문자-숫자로 변환하는 베이스 스테이션 상이나 그 부근에 설치된 보통의 종이 위에 필기를 할 수 있다는 점이다.

최근 음향파 송신용 펜 입력장치를 이용한 데이터 입력방법이 다수 공지되어 있다.

스테픽(Stefik)에게 허여된 미국특허 제US4,814,552호(출원일: 1987. 12. 2; 발명의 명칭: Ultrasonic position input device)에는 손으로 작성한 필적을 컴퓨터 내에 입력하기 위한 입력장치 또는 스타일러스가 개시되어 있다. 이 입력장치 또는 스타일러스는 라이팅 기구, 이 라이팅 기구가 라이팅 표면에 접촉했는지의 여부를 판정하기 위한 압력 스위치, 상기 라이팅 표면상의 상기 스타일러스의 위치를 삼각측량하기 위한 음향 송신기, 및 상기 컴퓨터에 데이터 및 시간정보를 송신하기 위한 무선 송신기를 포함한다.

상기 스테픽의 미국특허의 스타일러스는 작동시 적외선 신호 및 초음파 펄스를 송신하다. 상기 적외선 신호는 시스템이 즉각 수신하고, 상기 초음파 펄스는 음향 속도 및 각 마이크로폰으로부터 스타일러스까지의 거리의 함수인 지연(delay) 후에 2개의 마이크로폰이 수신한다.

이케다(Ikeda)에게 허여된 미국특허 제US6,654,008호(출원일: 2001. 11. 27; 발명의 명칭: Electronic whiteboard and penholder used for the same)에는 다색의 마아커 펜을 이용하여 필기할 수 있는 전자 화이트보드 및 이러한 전자 화이트보드에 사용하는 펜홀더가 개시되어 있다.

상기 이케다의 미국특허에서, 적외선 방출장치는 마아커 펜의 색상정보를 포함하는 적외광을 방출하고, 초음파 방출장치는 초음파를 방출하고, 색상정보 교환수단은 마아커 펜의 색상에 의존하여 색상정보를 변화시킨다. 이 전자 화이트보드의 본체는 적외광 및 펜홀더로부터 방출된 초음파를 수신하고, 상기 적외광 및 초음파의 수신시간에 의존하여 펜홀더의 위치정보를 생성한다.

즐로터(Zloter)에게 허여된 미국특허 제US6,876,356호(출원일: 2002. 3. 18; 발명의 명칭: Digitizer pen)에는 디지타이저 펜 시스템이 개시되어 있다. 이 디지타이저 펜 시스템은 손가락이 베이스 장치와의 통신을 차단하는 것을 방지하기 위해 펜의 라이팅 팁으로부터 돌출하는 수단을 구비한 펜을 포함한다.

워드(Ward)에게 허여된 미국특허 제US6,184,873호(출원일 1998. 1. 20; 발명의 명칭: Pen positioning system)에는 펜을 포함하는 펜 위치설정 시스템이 개시되어 있다. 상기 펜은 다수의 출력부재를 구비하고, 전자 테이블렛에 대한 펜의 팁의 위치를 정확하게 측정하도록 구성되어 있다.

상기 출력부재(바람직하게는 명확한 주파수를 구비한 다수의 초음파 송신기)는 상호 고정된 거리를 두고 배치되고, 펜의 팁에 대해 공간 내에서 상호 관련된다.

검출 시스템을 이용하여 상기 출력부재로부터 송신된 출력신호를 수신하고, 이들 출력신호를 상호 분리시키고, 이들 분리된 출력신호를 독립적으로 처리하여 출력부재의 위치 및 펜의 팁의 위치를 결정한다.

러셀(Russel)에게 허여된 미국특허 제US6,703,570호(출원일: 2000. 5. 10; 발명의 명칭: Digital pen using ultrasonic tracking)에는 디지털 펜 시스템이 개시되어 있다. 이 시스템은 라이팅 팁을 형성하는 기다란 펜, 및 이 펜으로부터 외부로 향하는 다수의 수신펄스를 포함하는 초음파 에너지의 프레임(frames)을 지향시키기 위해 펜을 향해 배치된 초음파 트랜스듀서를 포함한다.

상기 러셀의 디지털 펜 시스템은 랩톱 컴퓨터와 같은 베이스 상에 배치된 2개 이상의 펄스 수신용 검출기를 더 포함한다. 각 펄스는 적어도 하나의 검출기에 대한 적어도 하나의 펄스 도달시간(time of arrival;TOA)에 관련이 있다. 상기 러셀의 시스템은 또 베이스 상에 설치된 프로세서를 더 포함한다. 이 프로세서는 검출기로부터 송신된 신호를 수신하고, 수신된 신호에 기초하여 펜의 위치를 표시하는 위치신호를 출력한다.

그러나, 전술한 펜과 같은 종래의 디지털 펜에 적용되는 음향 기술 및 음향기술의 구현방법에는 내재적인 다수의 문제점이 있다.

종래의 음향 기술의 단점은 정확성 부족, 멀티디바이스 지원 부족, 다량의 에너지 소모 등이 포함된다. 이들 문제는 음향파 전송장치를 이용한 기존의 데이터 입력의 기계적 설계에 포함되어 있다.

이와는 별도로, 상기 음향 송신기의 조립 및 이 음향 송신기를 디지털 펜 등에 결합하는데 따른 제작상의 문제도 있다. 이러한 문제는 예를 들면 음향 송신기 를 가요성 인쇄회로기판(PCB)에 접속할 때 발생할 수 있다. 또, 성능을 동일하게 유지하면서도 제품의 외관을 변형시킴으로써 제품을 차별화하는 마케팅 상의 문제도 존재한다.

따라서, 전술한 문제점들을 회피할 수 있는 장치 및 방법에 대한 필요성이 광범위하게 인식되어 있다.

본 발명의 제1관점에 따르면,

전기회로;

상기 전기회로로부터 분리되어 있고, 음향 신호를 송신하도록 구성된 음향 송신기; 및

상기 전기회로 및 상기 송신기를 전기적으로 접속하기 위해, 상기 전기회로를 기계적으로 가압하여 상기 송신기와 전기적 접촉상태가 되도록 구성된 탄성홀더를 포함하는 디지털 펜이 제공된다.

본 발명의 제2관점에 따르면, 탄성홀더로서, 이 탄성홀더는 베이스 및 이 베이스로부터 수직방향으로 직립하고, 하우징의 내부에서 상기 탄성홀더 상에 제1전기회로 및 제2전기회로를 배치하도록 구성된 연장부로서, 상기 하우징 내에서의 구속에 의해 상기 제1전기회로 및 제2전기회로 사이의 전기적 접촉상태를 유도하는 연장부를 더 포함하는 탄성홀더가 제공된다.

본 발명의 제3관점에 따르면,

음향 신호를 송신하도록 구성된 음향 송신기; 및

스위치 조립체로서, 제1스위칭 모드 및 제2스위칭 모드를 각각 달성하기 위해 상기 스위치 조립체를 가압하는 2개의 스위칭 지점을 구비하고, 상기 2개의 스위칭 지점이 실질적으로 동시에 가압 되었을 때 선택할 수 있는 제3스위칭 모드를 더 구비하는 스위치 조립체를 포함하는 디지털 펜이 제공된다.

디지털 펜은,

펜 팁;

음향 신호를 송신하도록 구성되고, 상기 펜 팁의 인접부에 배치된 음향 송신기; 및

상기 펜 팁의 라이팅 압력을 전송받았을 때 디지털 펜을 스무드하게 작동시키도록 구성된 스무드 접촉 스위치를 포함한다.

본 발명의 제4관점에 따르면,

일단부에 라이팅 팁을 구비하는 기다란 본체;

상기 라이팅 팁으로부터 돌출하는 라이팅 부재;

상기 라이팅 팁의 인접부에 배치되고, 음향 신호를 송신하도록 구성된 음향 송신기; 및

상기 라이팅 팁의 인접부에 장착되고, 일방향으로의 회전시 상기 라이팅 부재를 은닉시키고, 상기 일방향의 반대방향으로의 회전시 상기 라이팅 부재를 노출시키는 회전커버를 포함하는 디지털 펜이 제공된다.

본 발명의 제5관점에 따르면,

일단부에 라이팅 팁을 구비하는 기다란 본체;

상기 라이팅 팁으로부터 돌출하는 라이팅 부재;

상기 라이팅 팁의 인접부에 배치되고, 음향 신호를 송신하도록 구성된 음향 송신기; 및

상기 기다란 본체를 커버하는 기다란 하우징으로서,

상기 기다란 하우징의 내부에서 상기 기다란 본체가 상기 라이팅 부재를 노출 및 은닉하기 위해 이동할 수 있는 기다란 하우징을 포함하는 디지털 펜이 제공된다.

본 발명의 제5관점에 따르면,

음향 신호를 송신하도록 구성된 음향 신호 송신기; 및

상기 음향 신호 송신기의 인접부에 배치된 음향파 가이드로서, 상기 음향 신호 송신기로부터 멀어지는 반경방향 외측으로 형성된 다수의 핀을 포함하는 음향파 가이드를 포함하는 디지털 펜이 제공된다.

본 발명의 제6관점에 따르면,

디지털 펜으로부터 송신된 음향 신호를 수신하기 위한 수신장치로서,

상기 디지털 펜으로부터 송신된 음향 신호를 수신하기 위한 적어도 2개의 초음파 수신기; 및

상기 초음파 수신기에 접속되고, 상기 초음파 수신기에 의해 수신된 초음파 신호를 추출하도록 구성된 전기회로를 포함하고, 상기 초음파 신호의 추출은 예측되는 기준 신호에 관련된 데이터를 포함하는 기준 모델을 참조하는 것을 포함하는 수신장치가 제공된다.

본 발명의 제7관점에 따르면,

일단부에 라이팅 팁을 구비하는 기다란 본체, 상기 라이팅 팁으로부터 돌출하는 라이팅 부재, 및 상기 라이팅 팁의 인접부에 배치되고, 음향 신호를 송신하도록 구성된 음향 송신기를 구비하는 디지털 펜;

상기 디지털 펜으로부터 송신된 상기 음향 신호를 수신하기 위한 적어도 하나의 수신장치;

상기 적어도 하나의 수신장치와 결합되고, 소정의 영역 내의 상기 디지털 펜의 존재를 측정하고, 상기 디지털 펜의 존재를 측정했을 때 소정의 기능발휘를 개시하기 하기 위해 상기 수신된 음향 신호를 처리하도록 구성된 프로세서; 및

사용자가 상기 디지털 펜을 상기 소정의 영역 내에 위치시키는 것을 돕기 위해 상기 소정의 영역을 그래프로 매핑하도록 구성된 맵을 포함하는 디지털 펜 시스템이 제공된다.

본 발명의 제8관점에 따르면,

전기회로, 상기 전기회로로부터 분리되어 있고, 음향 신호를 송신하도록 구성된 음향 송신기, 및 탄성홀더로서, 상기 전기회로 및 상기 송신기를 전기적으로 접속하기 위해, 상기 탄성홀더에 기계적인 압력을 가했을 때 상기 전기회로를 상기 송신기에 접촉시키도록 구성된 탄성홀더를 구비하는 디지털 펜;

상기 디지털 펜으로부터 송신된 상기 음향 신호를 수신하기 위한 적어도 하나의 수신장치; 및

상기 적어도 하나의 수신장치에 결합되고, 상기 디지털 펜의 위치를 측정하기 위해 상기 수신된 음향 신호를 처리하도록 구성된 프로세서를 포함하는 디지털 펜 시스템이 제공된다.

본 발명의 제9관점에 따르면,

음향 신호를 송신하도록 구성된 음향 송신기, 및

스위치 조립체로서, 제1스위칭 모드 및 제2스위칭 모드를 각각 달성하기 위해 상기 스위치 조립체를 가압하는 2개의 스위칭 지점을 구비하고, 상기 2개의 스위칭 지점이 실질적으로 동시에 가압되었을 때 선택할 수 있는 제3스위칭 모드를 더 구비하는 스위치 조립체를 포함하는 디지털 펜;

상기 디지털 펜으로부터 송신된 상기 음향 신호를 수신하도록 구성된 적어도 하나의 수신장치; 및

상기 적어도 하나의 수신장치에 결합되고, 상기 디지털 펜의 위치를 측정하기 위해 상기 수신된 음향 신호를 처리하도록 구성된 프로세서를 포함하는 디지털 펜 시스템이 제공된다.

본 발명의 제10관점에 따르면,

음향 신호를 송신하도록 구성된 음향 송신기, 및 압력을 받았을 때 디지털 펜을 작동시키도록 구성된 스무드 접촉 스위치를 구비하는 디지털 펜;

상기 디지털 펜으로부터 송신된 상기 음향 신호를 수신하도록 구성된 적어도 하나의 수신장치; 및

상기 적어도 하나의 수신장치에 결합되고, 상기 디지털 펜의 위치를 측정하기 위해 상기 수신된 적어도 음향 신호를 처리하도록 구성된 프로세서를 포함하고,

상기 스무드 접촉 스위치는 개방형 전기회로의 제1측부에 장착되고, 상기 전기회로의 제2측부로부터 단절된 탄성부재를 포함하고,

상기 탄성부재를 상기 위치로 가압하는 라이팅 압력을 가했을 때, 상기 탄성부재는 상기 전기회로의 제2측부에 접촉되는 위치로 가압되어 상기 전기회로를 폐쇄시킬 수 있는 디지털 펜 시스템이 제공된다.

본 발명의 제11관점에 따르면,

음향 신호를 송신하도록 구성된 음향 송신기를 구비하는 디지털 펜;

적어도 2개의 초음파 수신기를 구비하고, 상기 디지털 펜으로부터 송신된 초음파 신호를 수신하도록 구성된 적어도 하나의 수신장치; 및

상기 초음파 수신기에 결합되고, 상기 디지털 펜의 위치를 추출하기 위해 상기 초음파 신호를 처리하도록 구성된 프로세서로서, 상기 디지털 펜의 위치 추출은 예측되는 기준 신호에 관련된 데이터를 포함하는 기준 모델을 참조하는 것을 포함하는 프로세서를 포함하는 디지털 펜 시스템이 제공된다.

본 발명의 제12관점에 따르면,

음향 신호를 송신하도록 구성된 음향 송신기를 구비하는 디지털 펜;

하우징과 상기 하우징의 내부에 60mm 이하의 간격으로 배치되고,상기 디지털 펜으로부터 송신된 음향 신호를 수신하도록 구성된 적어도 2개의 음향 신호 수신기를 구비하는 적어도 하나의 수신장치; 및

상기 적어도 하나의 수신장치에 결합되고, 상기 디지털 펜의 위치를 측정하기 위해 상기 음향 신호를 처리하도록 구성된 프로세서를 포함하는 디지털 펜 시스템이 제공된다.

본 발명의 제13관점에 따르면,

개방형 전기회로의 제1측부에 장착되고, 상기 전기회로의 제2측부로부터 단절된 탄성부재로서, 상기 탄성부재를 상기 위치로 가압하는 적용 압력을 가했을 때, 상기 탄성부재는 상기 전기회로의 제2측부에 접촉되는 위치로 가압되어 상기 전기회로를 폐쇄시킬 수 있는 탄성부재를 포함하는 스무드 접촉 스위치가 제공된다.

본 발명의 제14관점에 따르면,

필기구 상에 장착되는 디지털 슬리이브로서, 이 디지털 슬리이브는,

음향 신호를 송신하도록 구성된 음향 신호 송신기; 및

상기 음향 송신기에 접속되고, 상기 디지털 슬리이브에 대한 필기구의 소정의 운동을 검출하고, 상기 검출시 상기 음향 신호 송신기를 동작시키는 라이팅 센서를 포함하는 디지털 슬리이브가 제공된다.

본 명세서에 사용된 기술용어 및 과학용어는 다르게 정의되지 않는 한 본 발명이 속하는 기술분야의 통상 전문가가 통상적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 가진다. 본 명세서에 제공된 재료, 방법, 및 예시는 설명을 위한 것일 뿐 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다.

본 발명의 방법 및 시스템의 구현은 특정의 선택된 작업 또는 단계를 수동, 자동, 또는 이들의 조합으로 수행하거나 완료하는 것을 포함한다. 또, 본 발명의 방법 및 시스템의 바람직한 실시예의 실제 기구 및 설비에 따르면, 다수의 선택된 단계는 하드웨어를 이용하여 구현되거나 임의의 펌웨어의 임의의 오페레이팅 시스템상의 소프트웨어를 이용하여 구현되거나 이들의 조합을 통해 구현될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 선택된 단계들은 칩이나 회로와 같은 하드웨어로서 구현될 수 있다. 본 발명의 선택된 단계들은 임의의 적합한 오퍼레이팅 시스템을 이용한 컴퓨터에 의해 수행되는 다수의 소프트웨어 지령과 같은 소프트웨어로서 구현될 수 있다. 어떤 경우에도, 본 발명의 방법 및 시스템의 선택된 단계들은 다수의 지령을 수행하기 위한 컴퓨터 플랫폼과 같은 데이터 프로세서에 의해 수행되는 것으로 설명될 수 있다.

본 명세서는 도면을 참조로 하여 본 발명의 예시를 설명한다. 특히 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위한 예시로서, 가장 유용하고 본 발명의 원리 및 개념을 가장 용이하게 이해할 수 있는 것으로 생각되는 것을 도시한 것이다. 따라서, 본 발명의 기본적 이해에 필요한 것 이상으로 상세하게 본 발명의 구성을 개시하려는 시도는 하지 않으며, 도면을 참조한 발명의 설명을 통해 본 기술분야의 전문가는 본 발명이 다양한 형태로 구현될 수 있다는 것을 명확히 이해할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 펜의 개략 블록도이다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 펜의 내부에 배치된 탄성 홀더의 예시도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 2개의 스위치를 포함한 스위치 조 립체를 구비한 디지털 펜의 예시도이다.

도 4a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스위치 조립체의 기계적 설계를 도시한 개략 블록도이다.

도 4b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스위치 조립체의 제1실시예의 예시적 커버부재를 도시한 도형도이다.

도 4c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스위치 조립체의 제2실시예의 예시적 커버부재를 도시한 도형도이다.

도 5a-1 및 도 5a-2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치 스위치를 도시한 개략 블록도이다.

도 5b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통기공을 구비한 접착부를 도시한 개략도이다.

도 6a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교환이 가능한 커버부재를 구비한 제1의 디지털 펜을 도시한 개략도이다.

도 6b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교환이 가능한 커버부재를 구비한 제2의 디지털 펜을 도시한 개략도이다.

도 6 c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교환이 가능한 커버부재를 구비한 제3의 디지털 펜을 도시한 개략도이다.

도 6 d는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교환이 가능한 커버부재를 구비한 제4의 디지털 펜을 도시한 개략도이다.

도 7a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제1의 인입식(retractable) 디지 털 펜을 도시한 개략 블록도이다.

도 7b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제2의 인입식 디지털 펜을 도시한 개략 도이다.

도 8a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제2의 인입식 디지털 펜을 도시한 개략 블록도이다.

도 8b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제2의 인입식 디지털 펜을 도시한 개략도이다.

도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 2개의 음향 송신장치를 구비한 디지털 펜을 도시한 개략 블록도이다.

도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필기구용 디지털 슬리이브를 도시한 개략도이다.

도 11a 내지 도 11e는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필기구용 디지털 펜의 격자의 개략도이다.

도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 펜으로부터 음향 신호를 수신하기 위한 제1의 수신장치의 개략도이다.

도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 펜으로부터 음향 신호를 수신하기 위한 제2의 수신장치의 개략도이다.

도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 펜 시스템을 도시한 개략 블록도이다.

도 15는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디코딩 장치를 도시한 개략 블록 도이다.

도 16은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 ML검출장치(maximum likelihood detector) 내에 결합하기 위한 수학적 모델의 예시적인 부품의 개략 블록도이다.

도 17은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 예시적인 상관 함수를 보여주는 2개의 그래프이다.

본 실시예는 디지털 펜, 디지털 슬리이브, 수신장치, 및 디지털 펜 시스템을 포함한다.

본 발명에 따른 디지털 펜, 디지털 슬리이브, 수신장치, 및 디지털 펜 시스템의 원리 및 동작은 도면을 참조한 하기의 설명에 의해 더욱 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

본 발명은 전술한 발명의 배경 및 발명의 분야에 기술된 종래 기술의 결점을 극복하고자 한다. 본 발명은 디지털 펜, 디지털 슬리이브, 디지털 펜으로부터 전송된 음향 신호의 수신장치, 및 디지털 펜 시스템인 실용 제품의 설계에 신규의 아이디어를 도입함으로써 종래의 기술을 개량하고자 한다.

본 발명은 후술하는 일 실시예의 상세한 설명 및 도면에 개시된 부품의 구성 및 배열에 한정되지 않는 것임을 이해해야 한다. 본 발명은 타 실시예 또는 상이한 방법으로 실시될 수 있다. 또, 본 명세서에 사용된 문구 및 전문용어는 설명을 위한 것일 뿐 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다.

이제 도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 펜 을 도시한 개략 블록도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 펜(1000)은 바람직하게 이 펜의 선단에 배치된 적어도 하나의 음향 송신기(100), 및 소형의 배터리와 같은 전원에의 접속부를 포함하는 가요성 인쇄회로기판(PCB; 120)과 같은 전기회로(110)를 포함한다.

음향 송신기(100)는 초음파 트랜스듀서(ultrasound transducer)인 것이 바람직하다.

초음파 트랜스듀서는 전기 에너지를 초음파 신호로 변환하는 압전 트랜듀서(piezoelectric transducer)로 할 수 있다. 압전 결정은 전압이 가해졌을 때 치수가 변화하는 특성이 있다. 압전 결정상에 교류전압을 가하면 압전 결정은 초고주파로 진동함으로써 초고주파의 음파로 구성된 초음파 신호를 생성한다.

초음파 트랜스듀서는 압전 특성을 구비하는 가요성 플라스틱 폴리머인 폴리비닐리덴 플루오라이드(Polyvinylidene Fluoride; PVDF)로 제조되는 것이 바람직하다.

음파 송신기(100)는 상기 전기회로(110)와 전기적으로 접속되고, 이 전기회로는 펜의 내부에 잉크 리필을 조립할 수 있도록 하기 위해 송신기(100)로부터 분리될 수 있다.

그러나, 상기 음향 송신기(100)는 고감도이므로 이 송신기(100)를 전기회로(110)에 전기접속하기 위한 용접 열이나 심지어 플라스틱을 송신기(100)에 부착하기 위한 용접 열이 허용되지 않는다. 필요에 따라 송신기를 나사 결합할 수 있 으나, 이와 같은 나사결합은 대량생산에는 부적합하다.

본 발명의 바람직한 실시예는 탄성홀더(120)을 이용하여 송신기(100)를 전기회로(110)에 전기적으로 접속함으로써 전기적 접속시의 곤란을 극복하는 것이다.

탄성홀더(120)에 기계적 압력을 가하면 탄성홀더(120)는 전기회로(110)를 가압하여 음향 송신기(100)에 접촉시킴으로써 전기회로(110)와 음향 송신기(100)를 전기적으로 접속시킨다.

필요에 따라, 상기 탄성홀더(120)는 IR송신기와 같은 부품을 특정 위치에 배치시키기 위해 가요성 인쇄회로기판을 가압하도록 구성될 수 있다.

탄성홀더(120)에 의해 디지털 펜(1000)의 치수는 공지의 디지털 펜의 치수에 비해 소형화되는 것이 바람직하다.

이제 도 2a를 참조하면, 도 2a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 펜의 내부에 배치된 탄성홀더의 예시도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 펜(2000)은 선단부의 라이팅 팁(writing tip), 이 라이팅 팁으로부터 돌출하는 라이팅 부재(220), 이 라이팅 팁의 인접부에 배치된 음향 송신기(210), 및 가요성 인쇄회로기판(240)이나 도전체와 같은 전기회로(240)를 구비한다.

이 디지털 펜의 라이팅 부재는 잉크 리필, 연필심, 마아커 등과 같은 것으로 구성될 수 있다. 그러나, 이것에 한정되지 않는다. 이 디지털 펜은 또 지우개를 포함할 수도 있다. 사용자는 후술하는 스위치 조립체를 이용하여 디지털 펜의 라이팅의 색상을 변화시킬 수도 있다. 필요에 따라, 상기 라이팅 부재는 물리적으로 라이팅이 되지 않는 뾰족한 팁으로 구성할 수 있다.

상기 디지털 펜(2000)은 또 탄성홀더(250)를 더 포함한다. 이 탄성홀더(250)는 가요성 인쇄회로기판(240)(또는 도전체)를 가압하여 음향 송신기(210)와 접촉시킴으로써 가요성 인쇄회로기판(240)과 음향 송신기(210)을 전기적으로 접속시키는 것(또, 가요성 인쇄회로기판(240)과 음향 송신기(210)를 펜의 본체에 접속시키는 것)이 바람직하다.

상기 탄성홀더(250)는 가요성 인쇄회로기판(240)과 음향 송신기(210) 사이의 전기 전도성을 증대시키기 위해 도전성 재료로 제작되는 것이 바람직하다.

필요에 따라, 상기 가요성 인쇄회로기판(240)과 음향 송신기(210) 사이의 전기 전도성은 상기 탄성홀더(250) 상에 금접점(gold contact)을 배치함으로써 증대시킬 수 있다.

필요에 따라, 탄성홀더(250) 상에 가해진 기계적 압력, 즉 펜의 하우징으로부터 가해진 압력에 의해 상기 탄성홀더(250)는 상기 가요성 인쇄회로기판(240)과 음향 송신기(210) 사이의 전기적 접촉상태를 확실하게 한다.

바람직한 실시예에서, 탄성홀더(250)는 아래가 열린 U자형 형상을 가지고, 펜의 본체는 이 탄성홀더(250)의 저부에 의해 고정 상태로 유지된다. 상기 U자형 탄성홀더(250)는 베이스 및 이 베이스로부터 직립한 연장부를 포함하고, 하우징 내에 가요성 인쇄회로기판(240)이나 임의의 다른 제1전기회로 및 제2전기회로를 위치시키도록 구성되어 있다. 탄성홀더(250)는 상기 2개의 전기회로를 하우징 내에 구속시킴으로써 상기 2개의 회로를 전기적으로 접촉시킨다. 상기 2개의 전기회로를 접속시킴으로써, 탄성홀더(250)는 가요성 인쇄회로기판(240)과 음향 송신기(210)을 전기적으로 접속한다.

상기 탄성홀더(250)는 조립시 모든 부품을 설치한 다음 탄성홀더(250)를 용이하게 슬라이딩 설치할 수 있는 탄성을 가지는 것이 바람직하다. 탄성홀더의 기계적인 힘은 전술한 베이스를 구성하는 상부의 탄성 러그(lugs)에 의해 유지된다. 탄성홀더의 상기 탄성 러그는 전술한 바와 같이 탄성홀더를 상측으로 밀어올리고, 탄성홀더의 저부는 펜의 본체에 고정된다.

이제 도 2b를 참조하면, 도 2b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄성홀더를 구비한 디지털 펜의 일례를 도시한 것이다.

디지털 펜(200)은 전술한 바와 같이 탄성홀더(290)를 구비한다. 이 탄성홀더(290)는 또 판 스프링(leaf springs; 292)을 구비한다. 이 판 스프링(292)은 음향 송신기의 리본(ribbon) 상에 압력을 가하고, 그 결과 전술한 바와 같이 음향 송신기를 가요성 인쇄회로기판(295)에 접속한다.

이제 도 3을 참조하면, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 2개의 스위치를 포함하는 스위치 조립체를 구비한 디지털 펜의 예시도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 펜(3000)은 적어도 하나의 음향 송신기(310), 바람직하게는 초음파 트랜스듀서를 구비한다.

상기 디지털 펜(3000)은 또 적어도 2개의 스위치를 구비한 스위치 조립체(320)를 포함한다.

이 디지털 펜(3000)은 적어도 2개의 스위치를 실질적으로 동시에 가압함으로 써 선택할 수 있는 특정 모드를 구비한다.

필요에 따라, 상기 스위치 조립체(320)는 공지의 기술에 따라 펜의 특정 모드와 관련된 위치를 구비하는 상태로 기계적으로 설계된다. 상기 관련된 위치는 사용자가 스위치 조립체(320)의 2개의 스위치를 동시에 또는 거의 동시에 가압했을 때에만 접근이 가능한 것이 바람직하다.

이제 도 4a를 참조하면, 도 4a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스위치 조립체의 기계적 설계의 일례를 도시한 개략 블록도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스위치 조립체는 스위칭 로드(450) 상에 장착된 2개의 스위치(410, 420)를 구비한다. 상기 스위칭 로드는 지지점(fulcrum; 470)을 중심으로 균형을 유지한다. 이 지지점(470)은 스프링에 의해 상측으로 가압되는 것이 바람직하다.

사용자는 제1스위치(410)를 밀어서 스위치 조립체를 제1위치(a)에 위치시키거나 제2스위치(420)를 밀어서 스위치 조립체를 제2위치(b)에 위치시키거나 두 위치(a, b) 사이에 토글(toggle) 시킬 수 있다.

사용자가 2개의 스위치(410, 420)를 동시에 또는 거의 동시에 누르면 2개의 스위치(410, 420)에 가해진 압력에 의해 상기 지지점(470)은 스프링에 대해 동시에 가압됨으로써 스위치 조립체를 양 스위치가 가압되는 제3위치(c)에 위치시킨다. 이 제3위치는 전술한 특정 모드와 관련될 수 있다.

필요에 따라, 상기 스위치 조립체(320)는 공지의 기술에 따라 펜의 특정 모드와 관련된 위치를 구비하는 상태로 기계적으로 설계된다. 상기 관련된 위치는 사용자가 스위치 조립체(320)의 2개의 스위치를 거의 동시에 가압했을 때에만 접근이 가능하다.

이제 도 4b를 참조하면, 도 4b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스위치 조립체용 커버부재의 제1실시예를 보여주는 블록도이다.

스위치 조립체(320)는 커버부재(4000)를 더 구비할 수 있다. 이 커버부재(4000)는 전술한 바와 같이 2개의 스위치(410, 420) 중의 하나를 누르는 것을 안내하기 위한 좌우측 돌출부(4100)(또는 함몰부)를 구비한다. 상기 커버부재(4000)는 또 중앙 돌출부(4200)(또는 함몰부)를 구비한다. 이 중앙 돌출부는 상기 2개의 스위치(410, 420) 상에 거의 동시에 압력이 가해지도록 함으로써 스위치 조립체를 전술한 제3위치로 안내한다.

이제 도 4c를 참조하면, 도 4c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스위치 조립체의 커버부재의 제2실시예를 보여주는 블록도이다.

상기 커버부재(4500)는 상기 돌출부(또는 함몰부)가 전술한 바와 같이 2개의 스위치(4520) 상에 위치되도록 스위치 조립체 상에 장착된다.

이제 도 5a를 참조하면, 도 5a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치 스위치를 도시한 간략 블록도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 펜은 스무드 접촉 스위치(smooth contact switch)를 구비한다. 이 스무드 접촉 스위치는 기계적 압력을 받으면 디지털 펜을 작동시키도록 구성되어 있다.

상기 스무드 접촉 스위치는 사용자가 디지털 펜을 종이와 같은 하나의 표면 상에 접촉시켰을 때 기계적 압력이 작용하도록 디지털 펜의 내부에 조립되어 있다.

상기 가해진 압력을 극히 작은 압력, 바람직하게는 25g 이하의 압력으로 할 수 있다. 상기 스위치 작동 이동거리는 극히 작은 거리(즉, 0.1mm 이하)로서 사용자가 감지할 수 없는 거리인 것이 더 바람직하다.

상기 스무드 터치 스위치는 가요성 인쇄회로기판, 일반 회로, 또는 분리된 2개의 도전성 물질의 환(circles) 등과 같은 개방형 전기회로 상에 장착될 수 있다. 따라서, 스위치를 전기회로에 접속하기 위한 와이어나 리본이 불필요하다.

바람직한 실시예에 있어서, 탄성부재(530) 상에는 개방형 전기회로의 일측에 전기적으로 접속되는 전기 전도성을 구비한 동심 접착부(510)가 설치된다.

상기 스무드 터치 스위치의 상부는 전도성을 구비하는 평평한 가압성 탄성부재(530)로 구성된다. 이 탄성부재는 저면도(5a-1)의 AA선을 따라 취한 횡단면도(5a-2)에 도시된 바와 같이 접착부(510) 상에 장착되어 있다. 필요에 따라, 상기 탄성부재는 도전성 재료로 제작되거나 도전성 잉크 또는 도전성 접착제를 탄성부재(530)에 첨가함으로써 탄성부재(530)에 도전성을 부여할 수 있다.

상기 스무드 터치 스위치의 탄성부재(530)의 상부의 중앙에 가해지는 압력에 의해 탄성부재(530)는 전기경로(electric path)를 형성하는 위치로 가압된다. 이 전기경로는 개방형 전기회로의 제2측부로부터 탄성부재(530)와 동심 접착부(510)를 경유하여 전기회로의 제1측부로 연결되는 전기경로를 형성하여 디지털 펜을 작동시키는 경로이다.

상기 작동 압력은 동심 접착부(510)의 두께, 동심 접착부(510)의 내경, 탄성 부재(530)의 두께에 의해 제어된다.

필요에 따라, 탄성부재는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 제조되고, 도전성 잉크로 피복된다. 동심 접착부는 0.1 mm 이하의 극히 얇은 층으로서 3M^TM Z- Axis나 이와 유사한 것으로 제조된다. 필요에 따라 상기 탄성부재(530)는 도전성 금속으로 제조된다.

이제 도 5b를 참조하면, 도 5b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통기공을 구비한 접착부를 도시한 개략 블록도이다.

전술한 스무드 터치 스위치에 사용된 접착부(5100)는 통기공(5150)을 구비하는 것이 바람직하다. 이 통기공은 탄성부재(530), 접착부, 및 상기 탄성부재(530)의 가압시 스무드 터치 스위치에 의해 폐쇄되는 전기회로에 의해 형성되는 공동부 내에 포획된 공기압을 완화시키기 위한 것이다.

이제 도 6a를 참조하면, 도 6a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교환이 가능한 커버부재를 구비한 제1의 디지털 펜을 도시한 개략도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 펜은 기능성 부품들을 지지하는 내부구조 및 교환이 가능한 커버부재(skin)를 구비한 하우징을 구비하는 것이 바람직하다.

상기 내부구조는 음향 트랜스듀서, 적외선 방출기(IR emitters), 가요성 인쇄회로기판과 같은 전기회로, 스위치 등을 지지할 수 있다. 상기 하우징은 상기 내부구조를 커버하고, 내부구조와 연결될 수 있는 기계적 인터페이스를 구비한다. 상기 하우징은 배터리 홀더와 같은 추가의 기능적 특성을 구비할 수 있다.

바람직한 실시예에서, 디지털 펜의 커버는 다양한 색상 및 패션을 가지는 교환이 가능한 커버부재를 사용할 수 있다.

필요에 따라, 펜의 제조사는 다양한 커버부재 중에서 하나의 커버부재로 펜을 조립하고, 최종 소비자는 커버부재를 교환하지 않도록 할 수 있다. 최종 소비자는 하우징의 커버부재를 교환할 수 있으므로 디지털 펜의 외관 및 느낌 또는 질감을 다양화할 수 있다.

예를 들면, 디지털 펜(6100)의 하우징의 중앙부에는 교환이 가능한 커버부재(skin; 610)가 구비되고, 그 일측에는 배터리 지지 새시(611)가 연결되고, 그 타측에는 펜의 팁(612)이 연결된다. 필요에 따라, 중앙의 교환이 가능한 커버부재(610)는 공지된 바와 같이 노출되거나 은닉된 스냅락(snap locks; 615)을 이용하여 배터리 지지 새시(611) 및 펜의 팁(612)에 연결된다.

이제 도 6b를 참조하면, 도 6b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교환이 가능한 커버부재를 구비한 제2의 디지털 펜을 도시한 개략도이다. 디지털 펜(6200)의 하우징은 교환이 가능한 커버부재(6210)를 포함하고, 이 커버부재는 펜의 팁(6220)에 연결된다.

이제 도 6c를 참조하면, 도 6c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교환이 가능한 커버부재를 구비한 제3의 디지털 펜을 도시한 개략도이다.

디지털 펜(6300)의 하우징은 교환이 가능한 커버부재(6310)를 포함하고, 이 커버부재는 배터리 커버(6320)에 연결된다.

이제 도 6d를 참조하면, 도 6d는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교환이 가능한 커버부재를 구비한 제4의 디지털 펜을 도시한 개략도이다.

디지털 펜(6400)의 하우징은 교환이 가능한 커버부재(6410)를 포함하고, 이 커버부재는 하측 커버(6420)에 연결된다.

상기 디지털 펜은 펜의 팁부분, 즉 펜(또는 스타일러스, 또는 연필)의 내부에 배치된 잉크 카트리지의 선단부에서 라이팅 부재를 커버할 수 있는 인입형(retractable) 디지털 펜으로 구성하는 것이 바람직하다.

이제 도 7a를 참조하면, 도 7a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제1의 인입형 디지털 펜을 도시한 개략 블록도이다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 디지털 펜(700)은 회전부분(710)을 구비한다. 이 회전부분(710)은 사용자가 회전시키면 전후 방향으로 이동한다.

사용자가 상기 회전부분(710)을 일방향으로 회전시키면, 회전부분(710)은 전방으로 이동하여 디지털 펜(700)의 팁(715)으로부터 돌출함으로써 라이팅 부재(720)를 커버한다. 사용자가 상기 회전부분(710)을 타방향으로 회전시키면, 회전부분(710)은 후방으로 이동하여 라이팅 부재(720)를 노출시킨다.

필요에 따라, 상기 회전부분(710)의 회전운동을 전후 방향의 직선운동으로 변환하여 라이팅 부재(720)를 인입시키거나 노출시킬 수도 있다. 상기 운동의 변환은 공지된 바와 같이 회전부분(710)을 안내하는 헬리컬 트랙을 이용하여 실시할 수 있다.

이제 도 7b를 참조하면, 도 7b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제2의 인입형 디지털 펜을 도시한 개략 블록도이다.

디지털 펜의 하우징은 스킨(7120) 및 인입이 가능한 팁(7110)을 포함한다. 상기 인입형 팁(7110)은 나선기구(7100)에 의해 스킨(7120)에 연결된다. 상기 나선기구(7100)에 의해 팁은 내외로 직선 운동한다. 회전운동은 사용자에 의해 팁(7110)과 스킨(7120) 사이에서 가해진다.

이제 도 8a를 참조하면, 도 8a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제3의 인입형 디지털 펜을 도시한 개략 블록도이다.

인입형 디지털 펜(800)은 기다란 하우징(805)을 포함한다. 이 하우징은 선단부에 라이팅 팁을 구비하는 기다란 본체(820)를 커버한다. 상기 라이팅 팁으로부터 잉크 리필의 팁과 같은 라이팅 부재(810)가 돌출한다.

상기 기다란 본체(820)는 전방으로 이동시 라이팅 부재(810)를 노출시키고, 후방으로 이동시 디지털 펜(800)의 하우징(805)의 내부에 라이팅 부재(810)를 은닉시킨다.

필요에 따라, 상기 기다란 본체(820)는 스프링(830)에 의해 후방으로 가압되어 라이팅 부재(810)가 하우징 내에 은닉되는 위치로 이동될 수 있다.

상기 기다란 본체(820)는 고정수단(850)에 의해 라이팅 부재(810)가 노출된 위치에 고정되는 것이 바람직하다. 필요에 따라, 상기 기다란 본체를 하우징(805)의 단부에 고정하기 위한 스냅(snap), 락(lock) 등을 사용할 수 있다.

필요에 따라, 바람직한 실시예에 따른 디지털 펜은 리필, 스켈레톤(skeleton), 팁, 배터리 하우징, 임의의 다른 부품, 또는 이들의 조합과 같은 이 동부분을 구비할 수 있다. 상기 다수의 이동부분 사이의 운동은 도 7 및 도 8을 참조로 설명한 것과 유사한 설계를 이용하여 촉진시킬 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 구조의 안정성을 위해 디지털 펜의 다수의 지점에 다수의 적외선 방출기가 설치된다.

그 결과, 상기 다수의 적외선 방출기 중의 하나가 디지털 펜을 쥐고 있는 사용자의 손에 의해 가려지는 경우 나머지 다른 방출기는 수신장치에 링크된 상태를 유지할 수 있다.

디지털 펜 상에 적외선 방출기를 설치할 수 있는 지점은 디지털 펜의 저부, 상부, 정상부, 전술한 바와 같은 가요성 인쇄회로기판 등을 들 수 있으나, 이것에 한정되지 않는다.

디지털 펜의 하우징은 사용자가 디지털 펜을 파지하는데 편리하도록 고무와 같은 연질의 재료를 포함하는 것이 바람직하다.

이제 도 8b를 참조하면, 도 8b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제4의 인입형 디지털 펜을 도시한 개략 블록도이다.

이 디지털 펜은 디지털 펜의 정상부에 장착된 버튼(7270)에 의해 가압되고, 로킹기구(7200)을 이용하여 인입이 가능한 스켈레톤(7250)을 구비할 수 있다.

이제 도 9를 참조하면, 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 2개의 음향 송신기를 구비한 디지털 펜을 도시한 개략 블록도이다.

이 디지털 펜(900)은 2개의 음향 송신기(930)를 구비할 수 있다. 디지털 펜에 2개의 음향 송신기를 설치하면 다음과 같은 장점(그러나, 이것에 한정되지 않 음)들을 가질 수 있다.

1) 수신장치는 디지털 펜의 3차원 위치 및 경사각도를 포함하는 5차원(5D) 또는 디지털 펜의 5차원(5D) 위치 및 디지털 펜의 회전에 관련된 데이터를 포함하는 6차원(6D)을 측정할 수 있다.

2) 라이팅 부재의 위치를 더욱 정확하게 측정하고, 트랜스듀서와 라이팅 부재 사이의 거리 차를 보상할 수 있다.

3) 디지털 펜을 조이스틱으로서 사용하여 게임기능이 가능하다.

이제 도 10을 참조하면, 도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필기구를 위한 디지털 슬리이브를 도시한 개략도이다.

상기 디지털 슬리이브(10000)는 음향 신호를 송신하는 음향 신호 송신기를 포함한다. 이 디지털 슬리이브(10000)는 또 전술한 디지털 펜과 같이 전기회로, 전원, 또는 다른 부재들을 포함할 수 있다.

바람직한 일 실시예에 따른 디지털 슬리이브(10000)는 펜, 연필, 마아커 등과 같은 일반적인 필기구(10100)에 장착될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 디지털 슬리이브(10000)는 손가락에 착용할 수 있다. 예를 들면, Epos Technologies^TM는 스타일러스 엣 유어 핑커팁(stylus-at-your-fingertip) 제품을 제공한다.

상기 디지털 슬리이브(10000)는 또 라이팅 센서(10200)를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 라이팅 센서(10200)는 디지털 슬리이브(10000)에 대한 필기 구(10100)의 운동(또는 마찰)을 검출하도록 구성되어 있다.

즉, 디지털 슬리이브(10000)를 장착한 펜을 사용하여 사용자가 필기를 개시하면 종이 위에 접촉하는 펜과 상기 슬리이브(10000) 사이에 상대 운동(또는 마찰)이 발생한다. 이 상대 운동(또는 마찰)은 라이팅 센서(10200)에 의해 감지된다. 다음에, 상기 라이팅 센서(10200)는 전기회로를 통해 음향 송신기를 작동시킨다. 다음에, 후술하는 디지털 펜 시스템에서 상기 음향 송신기는 수신장치에 음향 신호를 송신한다.

이제 도 11a 내지 11e를 참조하면, 도 11a 내지 11e는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필기구를 위한 디지털 펜의 격자(grating)를 도시한 개략도이다.

통상, 음향 송신기, 특히 초음파 트랜스듀서는 약간의 불규칙성을 가진다. 이 불규칙성에 의해 초음파 트랜스듀서는 완전한 전방향성(omni directional)을 가지지 못한다.

트랜스듀서는 장방형의 포일을 적층하여 원통체를 형성하므로 상기 불규칙성의 일부는 트랜스듀서 자체의 결함으로부터 유래된다. 상기 적층에 의해 음향 에너지가 방사되지 않는 부동부분(passive part)이 형성된다. 상기 트랜스듀서 자체의 결함에 의해 이 결함의 전방의 신호는 초음파 트랜스듀서의 다른 부분의 신호에 비해 매우 약해진다.

통상, 디지털 펜의 위치는 음향 송신기로부터 송신된 음향 신호의 TOA (time of arrival)의 측정을 기초로 하는 알고리즘을 이용하여 측정된다. 일반적으로 이 알고리즘은 신호의 TOA와 디지털 펜으로부터 방출된 적외선 신호를 비교한다.

상기 자체 결함에 의해, 상기 음향 송신기의 외부 공간의 주어진 지점에서 수신된 신호의 합은 음향 송신기로부터 유사한 거리만큼 이격된 다른 지점에서 수신된 신호에 비해 위상 시프트(phase shift)를 가진다.

바람직한 실시예에 따른 디지털 펜은 디지털 펜의 음향 송신기의 인접부에 위치하는 음향파 가이드(acoustic wave guide)를 구비한다.

상기 음향파 가이드는 음향 신호 송신기로부터 멀어지는 방향으로 방사상으로 형성된 다수의 핀(fins; 1110)을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 다수의 핀(1110)은 음향 송신기의 외부 공간을 방향성 섹터(directional sectors)로 공간 분할하도록 배치되는 것이 더 바람직하다.

상기 다수의 핀(1110)은 음향 송신기로부터 송신된 음향 신호를 다수의 섹터 중의 하나를 통해 다른 섹터들로부터 실질적으로 분리시킨다.

즉, 위상 시프트를 제거하기 위해, 상기 다수의 핀(1110)은 음향 송신기의 외부공간을 다수의 섹터로 분할하도록 배치되어 각 섹터들이 연결되지 않고 분리되어 있도록 한다.

음향 송신기의 외부공간을 독립된 다수의 섹터로 분할함으로써 위상 시프트는 대폭 감소된다. 위상 시프트가 제거되면 음향 신호 상관관계에 기초한 위치 디코딩(position decoding) 기술이 향상될 수 있다. 그러나, 음향 송신기의 외부의 다수의 섹터 중의 하나의 섹터의 각 지점을 통해 방출된 신호들의 진폭의 합은, 다른 섹터를 통해 방출된 신호가 그 섹터로부터 대폭 제거되므로, 감소된다.

필요에 따라, 상기 음향 송신기 외부의 격자는 전술한 핀의 형태와 다른 형 상으로 설계될 수 있다.

예를 들면, 상기 격자는 단일 개구를 유지하는 나선상 개구, 하방으로 개방된 격자와 결합된 상방으로 개방된 격자(이들 사이의 대기에 개방된 개구) 등을 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 디지털 펜의 위치를 측정하기 위해, 즉 디지털 펜을 이용하여 수행되는 핸드 라이팅을 자동적으로 수치화(digitizing)하기 위해 사용되는 디지털 펜으로부터 송신된 음향 신호를 수신하도록 구성된 수신장치가 제공된다.

이제 도 12를 참조하면, 도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 펜으로부터 송신된 음향 신호를 수신하기 위한 제1의 수신장치를 도시한 도면이다.

디지털 펜으로부터 송신된 음향 신호를 수신하도록 구성된 수신장치(1200)는 수신장치(1200)를 종이에 고정하기 위한 수신장치의 본체(1220) 상에 장착된 금속판(1210)을 구비할 수 있다.

금속판의 일단부(1210-a)를 누르면 금속판의 타단부(1210-b) 및 수신장치(1200)의 본체(1220) 사이에 틈이 형성된다. 상기 금속판의 타단부(1210-b)와 수신장치(1200)의 본체(1220) 사이에 형성된 틈 내에 한 장의 종이를 삽입할 수 있다.

금속판의 일단부(1210-a)의 누른 상태를 해제하면 금속판의 타단부(1210-b)는 원위치로 복귀하고, 금속판의 타단부(1210-b)와 수신장치(1210)의 본체(1220) 사이에 종이가 가압상태로 끼워진다.

상기 금속판(1210)과 수신장치(1200)의 본체(1220)는 종이와 수신장치의 본체(1220) 사이에 마찰력을 증대시킬 수 있는 비 평면 특성(고무 패드)을 추가로 구비할 수 있다.

상기 금속판(1210)은 종이 파지력을 증대시키기 위해 종이를 약간 변형시킬 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다.

하나 이상의 수신장치(1200)를 종이의 중앙부 또는 종이의 가장자리부에 끼울 수 있다.

상기 수신장치 본체(1200)와 금속판에는 종이의 모서리의 90도 각도에 부합하는 (그리고, 수신장치를 45도 각도로 파지하는) 스토퍼(1212)가 구비되는 것이 바람직하다.

수신장치(1200)를 종이의 중앙부 대신 종이의 모서리에 배치하면 다음과 같은 이점, 즉 재현성(Repeatability), 정확성(수신장치를 종이의 모서리에 설치하면 원근감이 증대하여 정확도가 향상된다), 사각(dead zone)의 감소(종이의 모서리에 설치된 수신장치의 작동각도는 종이의 중앙에 설치된 수신장치의 작동각도에 비해 훨씬 소각이다)와 같은 이점을 가진다.

이제 도 13를 참조하면, 도 13는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 펜으로부터 송신된 음향 신호를 수신하기 위한 제2의 수신장치를 도시한 도면이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수신장치(1300)는 2개의 마이크로폰(1330)을 구비한다.

필요에 따라, 상기 2개의 마이크로폰은 공지의 초음파 수신장치로 구성한다.

상기 2개의 마이크로폰은 일렉트렛(electret) 마이크로폰이나 MEMS 마이크로폰으로 구성하는 것이 바람직하다. 일렉트렛 마이크로폰은 공지된 바와 같은 콘덴서 마이크로폰 원리에 의해 동작하지만 영구 하전(permanently charged) 폴리머 다이어프램을 구비하는 소형 마이크로폰이다. 일렉트렛 마이크로폰은 내장된 소형의 전치증폭기(preamplifier)를 구비하고, 저전압의 직류 전원(통상 1.5 내지 18 볼트의 배터리)을 필요로 한다.

일렉트렛 마이크로폰은 휴대형 컴퓨터 게임기, 휴대형 전화기 등과 같은 휴대장치에 광범위하게 사용된다.

상기 수신장치(1300)는 또 전기회로를 포함한다.

이 전기회로는 마이크로폰(1330)에 의해 수신된 초음파 신호를 주파수 강하 변환법(frequency down conversion), 신호 여과법, 신호 증폭법, 또는 기타의 방법을 이용하여 추출해내도록 구성된다.

일렉트렛 회로에서 사용되는 방법들 중의 일부는 본 출원인의 2003. 4. 14에 출원된 국제출원 제PCT/IL03/00309호(명칭: Method and system for obtaining positional data)에 상세히 기술되어 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 2개의 마이크로폰(1330)은 상호 65mm 이하의 간격 내에 배치된다.

상호 65mm 이하의 간격 내에 배치된 2개의 마이크로폰(1330)으로부터 수신된 신호는 디지털 펜에 관한 위치 데이터를 생성하도록 처리된다.

신호 처리는 후술하는 송신 신호 및 수신 신호의 모델을 사용한 디코딩법을 이용하여 수행된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 하나 이상의 수신장치에 접속된 프로세서는 수신장치에서 수신된 음향 신호를 처리하여 소정의 영역 내에서의 디지털 펜의 존재를 측정하도록 구성된다.

상기 프로세서는 사용자가 디지털 펜을 소정의 영역 내에 위치시켰을 때 소정의 기능을 개시(trigger)하도록 구성되는 것이 바람직하다.

필요에 따라, 사용자는 인쇄된 맵이나 메뉴를 제공받을 수 있고, 그 맵이나 메뉴 상에 수신장치를 위치시킬 수 있다. 사용자가 종이에 인쇄된 소정의 영역을 표시하는 아이콘 상에 디지털 펜을 위치시켰을 때, 그 디지털 펜은 소정의 영역 내에 존재한다. 그 결과, 프로세서에 의해 소정의 기능이 개시된다.

예를 들면, 사용자는 지우개, 마아커 등과 같은 아이콘이 인쇄된 메뉴를 제공받을 수 있다. 사용자는 그 인쇄된 메뉴 상에 수신장치를 배치할 수 있다. 만일 사용자가 지우개 아이콘 상에 디지털 펜을 위치시키면, 프로세서는 지우개 모드로 스위칭되고, 디지털 펜은 지우개의 기능을 발휘한다. 만일 사용자가 마아커 아이콘 상에 디지털 펜을 위치시키면, 프로세서는 마아커 모드로 스위칭되고, 디지털 펜은 마아커의 기능을 발휘한다.

수신장치(1300)의 하우징은 조립용 지그(jig)로서 사용되는 것이 바람직하다. 수신장치(1300)를 조립하는 작업자는 본체(1320) 내의 마이크로폰의 위치 내에 마이크로폰(1330)을 삽입한 다음 본체(1320) 내의 위치에 인쇄회로기판을 용접할 수 있다. 다음에 조립 작업자는 인쇄회로기판을 마이크로폰(1330)에 연결할 수 있다.

필요에 따라 수신장치(1300)는 학생이 사용하는 종이 클립보드와 같은 다른 용품에 착탈이 가능하게 부착할 수 있다.

수신장치(1300)의 하우징(1320)은 교환이 가능한 커버부재를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 교환이 가능한 커버부재는 수신장치(1300)의 사용자 및 제작자에게 수신장치(1300)의 색상 및 외관을 선택할 수 있게 한다.

필요에 따라, 수신장치(1300)의 하우징(1320)은 또 하우징의 내외에 감겨 진 직렬 인터페이스 케이블을 수용할 수 있다. 상기 인터페이스 케이블의 단부에 위치한 커넥터는 하우징(1320)에 클립 결합시킬 수 있다. 인터페이스 케이블을 하우징 내에 수용하면 수신장치를 콤팩트하게 유지하는데 도움이 된다.

이제 도 14를 참조하면, 도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 펜 시스템을 도시한 개략 블록도이다.

디지털 펜 시스템(1400)은 디지털 펜(1410), 및 전술한 바와 같은 하나 이상의 디지털 펜 수신장치(1420)를 구비한다.

본 디지털 펜 시스템(1400)은 수신장치(1420)와 교신하는 프로세서(1450)를 포함한다.

프로세서(1450)는 디지털 펜(1410)으로부터 송신되고 수신장치(1420)에 의해 수신된 음향 신호를 처리하도록 구성된다.

수신된 음향 신호의 처리를 통해 상기 프로세서(1420)는 디지털 펜(1410)의 위치를 측정한다.

상기 처리단계는 또 소정의 영역 내의 디지털 펜(1410)의 존재를 측정하는 단계, 및 전술한 바와 같이 소정의 영역 내에 디지털 펜이 존재할 때 소정의 기능을 개시하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 디지털 펜으로부터 송신된 음향 신호에 따라 디지털 펜의 위치설정은 디코딩 알고리즘을 이용하여 수행된다. 디코딩 알고리즘은 디코딩 장치(1470)에 내에서 수행될 수 있다. 디코딩 장치(1470)는 프로세서(1450)의 일부로서, 이 프로세서(1450)와 교신하는 장치의 일부로서, 상기 수신장치(1420)의 일부로서 구현될 수 있다.

이제 도 15를 참조하면, 도 15는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디코딩 장치를 도시한 개략 블록도이다.

디코딩 장치(70)는 ML검출장치(72)를 포함한다. 이 ML검출장치(72)는 채널의 수학적 신호 모델(77), 상관기(correlator; 71), ML검출장치, 경로 추정기(path estimator) 및 송신기 시간 추정기(transmitter timing estimator)를 사용한다.

상기 ML검출장치(72)는 디지털 펜으로부터 수신된 음향 신호에 기초하여 수신장치와 디지털 펜 사이의 거리에 관련된 ML 거리 데이터(most likely distance data)를 생성하고, 이 ML 거리 데이터를 경로 추정기(73)에 공급한다.

상기 ML검출장치(72)는 송신기의 위치를 추정하고, 경로 추정기(73)에 송신기의 위치에 대한 다수의 선택을 공급한다. 이들 각 선택은 관련된 확률(probability)을 구비한다. 상기 경로 추정기(73)는 또 송신기의 위치의 추정된 우측 좌표(74)를 선택하기 위해 송신기 시간 추정기(76)에 의해 제공된 샘플링 뱅크(75)(및 그 확률)로부터 사전에 연산된 가능한 위치들을 이용한다.

상기 디코딩 알고리즘을 이용하여 디지털 펜의 음향 신호의 수치화된 값을 로컬 컴퓨터 동작 시스템, 컴퓨터 어플리케이션 등에 전송하기 위한 위치 좌표로 변환한다.

상기 디코팅 알고리즘은 주파수 강하 변환법을 수행함으로써 사용이 가능한 비교적 낮은 샘플링 주파수 성능(relatively low sampling frequency capabilities)을 고려하는 것이 바람직하다. 상기 경로 추정기(73)는 비교적 낮은 샘플링 율(sampling rate)을 보상하기 위해 공지의 보간법(interpolation)을 사용하는 것이 바람직하다.

또, 상기 알고리즘은 노이즈(noise)를 처리할 수 있는 능력을 구비하는 것이 바람직하다.

상기 알고리즘은 디지털 펜으로부터 송신된 음향 신호의 조작과 관련된 다른 특수 문제를 위해 적용되는 것이 바람직하다.

전통적인 위치 설정법은 위치신호로서 극히 짧고 강력한 음향 신호를 사용한다. 양호한 해상도를 얻기 위해, 전통적인 위치 설정법은 위와 같은 짧은 위치 신호를 검출하기 위해 그리고 검출의 실패가 전혀 발생하지 않도록 하기 위해 높은 샘플링 주파수, 통상 400KHz 이상의 주파수를 사용한다.

이에 비해, 높은 주파수는 일렉트렛 마이크로폰과 같은 기 설치되어 있는 음향 처리장치와 저촉하므로 본 실시예는 44.1KHz 이상의 샘플링 주파수를 사용하지 않는 것이 바람직하다.

또, 초음파 범위 내에 속하는 20KHz 이상의 비이콘(beacon) 신호 음향 주파수를 유지하여 사용자가 들을 수 없도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에서, 샘플링 율(sampling rate)은 44.1KHz보다 높은 100KHz로 할 수 있다. 이는 높은 샘플링 율에 부합하는 수신장치를 이용하여 실시할 수 있다. 샘플링 율이 높아지면 높아질수록 가청주파수대(audio band)의 잡음 배척율이 양호해질 수 있고, 송신된 신호의 주파수 대역이 더욱 높아질 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예는 초음파 캐리어 신호나 파형을 변조한 데이터를 가지는 해결책을 사용한다. 상기 데이터는 초음파 신호를 포함하는 캐리어 상의 주파수 변조(FM) 데이터, 또는 위상 변조(PM) 데이터로 할 수 있다. 필요에 따라, 다른 공지의 방법도 사용할 수 있다.

상기 디코딩 알고리즘은 상기 변조된 신호를 디코딩하고, 그 샘플링 결과로부터 도출된 원위치 정보를 가지는 신호를 재현(reconstruct)하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서, 소정의 해상도를 얻기 위해 대역제한 신호(band-limited signals)를 사용하는 것이 바람직하다.

음향 위치 검출시, 반향(reverberation) 및 다경로 효과(multi-path effect)를 극복하기 위해 스펙트럼 확산 변조(spread spectrum) 및 주파수 호핑(frequency hopping)과 같은 연속파(CW) 변조를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시예는 수신장치로부터 수신된 신호를 디코딩하기 위 해 ML검출장치(72)를 사용하여 디지털 펜과 각 수신장치 사이의 거리를 측정한다.

상기 ML검출장치(72)에서, 수신장치로부터 수신된 음향 신호는 참조 테이블(LUT; 68) 내의 기준신호와 비교된다.

상기 비교에 의해 ML 신호가 표시되고, 이 ML 신호로부터 신호가 송신될 가능성이 가장 높은 거리가 측정된다.

상기 ML검출장치(72)는 수신된 신호를 비교함으로써 최적의 거리를 검출할 수 있는 채널의 MI 수학 신호 모델(77)을 사용하는 것이 바람직하다.

또는, 나이키스트 레이트(Nyquist rate)에서 예상되는 파형을 샘플링하고, 각 샘플링 지점 사이의 임의의 시간 불일치(mismatch)를 보간법을 이용하여 보상함으로써 거리를 도출할 수 있다.

이제 도 16을 참조하면, 도 16은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 ML검출장치내에 결합되기 위한 수학적 모델의 예시적인 부품을 도시한 개략 블록도이다.

상기 수학적 모델(20)은 신호 발생기에서 생성된 초기 신호배열(S(t); signal sequence)을 포함한다. 이 신호배열은 필터(25)를 구비한 음향 송신기(26)의 전달 함수(transfer function) 내에 공급된다. 디지털 펜(14)의 후방에는 채널(27)이 배치된다. 다음에 상기 결과는 초음파 수신기를 위한 전달함수(29) 및 필터(30)를 포함하는 수신기 내의 수신경로에 공급된다.

정확한 예측 신호를 구현할 수 있고, 수신된 음향 신호는 상기 예측 신호에 비해 이상적으로는 위상만이 상이하다는 점에서 상기 ML검출장치(72)의 설계시 채널의 완전 모델링이 유용하다.

상기 검출기(추정기)(70)는 비교적 용이하게 수신장치와 디지털 펜 사이의 ML 거리에 대응하는 ML신호를 식별할 수 있다.

디지털 펜의 표면상에 분산 배치된 상기 적외선 송신기로부터 송신된 적외선 신호는 지연의 개시(start of the delay)를 설정하는데 사용함과 동시에 디지털 펜과 수신기 사이의 클록을 동기화하는데 사용된다.

도 15의 모델 상에는 동기화 경로(76)도 표시되어 있다.

본 발명의 전문가는 음향 신호는 상이한 각도 전달함수(angular transfer function)를 구비한다는 것을 알고 있을 것이다. 이것을 보상하기 위해 이퀄라이저(equalizer)를 사용할 수 있다.

본 발명의 전문가는 모델 대신 참조 테이블을 사용할 수 있다는 것을 알고 있을 것이다. 또, 다른 검출기가 사용될 수도 있다. PLL(위상 검출기, 저역통과필터(low pass filter) 및 전압 제어 진동장치로 구성된 전자회로), I/Q 디모듈레이션(I/Q demodulation), 위상 증식(phase multiplication) 등과 같은 공지의 FM 신호 디코더가 다수 존재한다.

이제 도 17을 참조하면, 도 17은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 예시적인 상관함수를 도시한 2개의 그래프이다.

상기 그래프의 상측의 그래프(1710)는 함수를 보여주고, 하측의 그래프(1720)는 상측의 그래프의 상측의 중앙부를 확대한 것이다.

본 특허의 존속기간 중에 많은 관련 장치 및 관련 시스템이 개발될 것이고, 본 명세서에 사용된 용어의 범위, 특히 "디지털", "펜", "음향 송신기", "초음파 트랜스듀서", "마이크로폰", 및 "프로세서"의 범위는 상기 새롭게 개발된 모든 기술에 적용된다.

본 기술분야의 전문가는 본 발명의 추가의 목적, 장점, 및 신규의 특징에 대해 실시예를 검토함으로써 더욱 명확히 이해할 수 있을 것이다. 또, 전술한 실시예 및 본 발명의 관점은 실시예에 의해 실험적으로 뒷받침된다.

내용을 명확히 하기 위해 다수의 실시예로 기술한 본 발명의 특징은 단일의 실시예로 결합할 수 있고, 반대로 내용을 간단히 하기 위해 단일의 실시예로 기술한 본 발명의 특징은 다수의 실시예로 분리할 수 있다.

이상 본 발명은 특정의 실시예에 관련하여 기술되었으나, 본 기술분야의 전문가는 본 발명에 대한 다양한 변경 및 개조가 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부한 청구범위의 정신 및 범위 내에 속하는 상기의 모든 변경 및 개조를 포괄한다. 본 명세서에 언급된 모든 특허 공개, 특허, 특허 출원은 그 전체가 본 명세서 내에 참조로서 도입된 것이다. 또, 본 출원에서 참조문헌을 인용한 것은 상기 참조문헌이 본 발명의 종래기술로 사용될 수 있다고 승인하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

Claims (49)

1. 전기회로;

   상기 전기회로로부터 분리되어 있고, 음향 신호를 송신하도록 구성된 음향 송신기; 및

   상기 전기회로 및 상기 송신기를 전기적으로 접속하기 위해, 상기 전기회로를 기계적으로 가압하여 상기 송신기와 전기적 접촉시키도록 구성된 탄성홀더를 포함하고,

   상기 탄성홀더는 베이스 및 이 베이스로부터 수직방향으로 직립하고, 하우징의 내부에서 상기 탄성홀더 상에 제1전기회로 및 제2전기회로를 배치하도록 구성된 연장부로서, 상기 하우징 내에서의 구속에 의해 상기 제1전기회로 및 제2전기회로 사이의 전기적 접촉상태를 유도하는 연장부를 더 포함하는 디지털 펜.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 음향 송신기는 초음파 트랜스듀서이고, 또는 상기 탄성홀더는 전기 전도성을 가지고, 또는 연장부는 상기 탄성홀더에 U자형상을 부여하는 것을 특징으로 하는 디지털 펜.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 하우징은 상기 탄성홀더 상에 기계적인 압력을 가하여 상기 전기적 접촉상태가 되도록 하고, 또는 상기 하우징은 교환이 가능한 커버부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 펜.
5. 제 1 항에 있어서, 적외선을 방출하기 위해 디지털 펜 상의 다수의 위치에 배치된 다수의 적외선 방출기를 더 포함하고, 또는 2개의 음향 신호 송신기를 더 포함하고, 각 음향 신호 송신기는 음향 신호를 송신하도록 구성되고, 디지털 펜 상에서 상호 이격된 위치에 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 디지털 펜.
6. 삭제
7. 전기회로;

   상기 전기회로로부터 분리되어 있고, 음향 신호를 송신하도록 구성된 음향 송신기; 및

   상기 전기회로 및 상기 송신기를 전기적으로 접속하기 위해, 상기 전기회로를 기계적으로 가압하여 상기 송신기와 전기적 접촉시키도록 구성된 탄성홀더를 포함하고,

   스위치 조립체로서, 제1스위칭 모드 및 제2스위칭 모드를 각각 달성하기 위해 상기 스위치 조립체를 가압하는 2개의 스위칭 지점을 구비하고, 상기 2개의 스위칭 지점이 실질적으로 동시에 가압되었을 때 선택할 수 있는 제3스위칭 모드를 더 구비하는 스위치 조립체를 더 포함하는 디지털 펜.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 스위치 조립체는 지지점을 중심으로 균형을 유지하는 스위칭 로드를 포함하고, 상기 지지점은 고수준의 위치와 저수준의 수신위치 중의 어느 하나에 상기 스위칭 로드를 유지시키도록 된 탄성을 구비하고, 실질적으로 동시에 가압된 상기 2개의 스위칭 지점은 상기 로드를 수신위치로 강하시키는 효과를 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 펜.
9. 제 1 항에 있어서,

   펜 팁과,

   상기 펜 팁의 라이팅 압력을 전송받았을 때 상기 디지털 펜을 스무드하게 작동시키도록 구성된 스무드 접촉 스위치를 포함하고,

   상기 음향 송신기는 상기 펜 팁의 인접부에 배치된, 디지털 펜.
10. 디지털 펜으로서,

    전기회로;

    상기 전기회로로부터 분리되어 있고, 음향 신호를 송신하도록 구성된 음향 송신기;

    상기 전기회로 및 상기 송신기를 전기적으로 접속하기 위해, 상기 전기회로를 기계적으로 가압하여 상기 송신기와 전기적 접촉시키도록 구성된 탄성홀더;

    펜 팁; 및

    상기 펜 팁의 라이팅 압력을 전송받았을 때 상기 디지털 펜을 스무드하게 작동시키도록 구성된 스무드 접촉 스위치를 포함하고,

    상기 음향 송신기는 상기 펜 팁의 인접부에 배치되고,

    상기 스무드 접촉 스위치는 상기 전기회로의 제1측부에 장착되고 상기 전기회로의 제2측부로부터 단절된 탄성부재를 포함하고, 상기 탄성부재는 상기 회로 폐쇄부재를 상기 위치로 가압하는 라이팅 압력을 가했을 때, 상기 전기회로의 상기 제2측부에 접촉되는 위치로 가압되어 상기 전기회로를 폐쇄시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 디지털 펜.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 탄성부재는 상기 탄성부재에 전기전도성을 부여하기 위해 도전성 접착부가 첨가되고, 또는 상기 탄성부재는 전기전도성 재료로 제조되고, 상기 탄성부재는 상기 전기회로에 접착되는 것을 특징으로 하는 디지털 펜.
12. 제 9 항에 있어서, 상기 라이팅 압력은 25g 이하이고, 또는 상기 라이팅 압력은 상기 탄성홀더를 0.1mm 이하의 거리를 따라 가압하거나, 상기 스무드 접촉 스위치 상에 가해지는 라이팅 압력은 디지털 펜을 표면에 접촉했을 때 생성되는 것을 특징으로 하는 디지털 펜.
13. 제 1 항에 있어서, 일단부에 라이팅 팁을 구비하는 기다란 본체;

    상기 라이팅 팁으로부터 돌출하는 라이팅 부재와,

    상기 라이팅 팁의 인접부에 장착되고, 일방향으로의 회전시 상기 라이팅 부재를 은닉시키고, 상기 일방향의 반대방향으로의 회전시 상기 라이팅 부재를 노출시키는 회전커버를 더 포함하고,

    상기 음향 송신기는 상기 라이팅 팁의 인접부에 배치된, 디지털 펜.
14. 제 1 항에 있어서, 일단부에 라이팅 팁을 구비하는 기다란 본체;

    상기 라이팅 팁으로부터 돌출하는 라이팅 부재와,

    상기 기다란 본체를 커버하는 기다란 하우징으로서, 상기 기다란 하우징의 내부에서 상기 기다란 본체가 상기 라이팅 부재를 노출 및 은닉하기 위해 이동할 수 있는 기다란 하우징을 더 포함하고,

    상기 음향 송신기는 상기 라이팅 팁의 인접부에 배치된, 디지털 펜.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 라이팅 부재가 상기 기다란 하우징에 의해 커버되는 위치로 상기 기다란 본체를 가압하는 스프링, 및 상기 라이팅 부재가 노출되는 위치에 상기 기다란 본체를 고정하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 펜.
16. 전기회로;

    상기 전기회로로부터 분리되어 있고, 음향 신호를 송신하도록 구성된 음향 송신기; 및

    상기 전기회로 및 상기 송신기를 전기적으로 접속하기 위해, 상기 전기회로를 기계적으로 가압하여 상기 송신기와 전기적 접촉시키도록 구성된 탄성홀더를 포함하고,

    상기 음향 송신기의 인접부에 배치된 음향파 가이드로서, 상기 음향 송신기로부터 멀어지는 반경방향 외측으로 형성된 다수의 핀을 포함하고, 상기 다수의 핀은 상기 음향 신호를 안내하도록 배치되는 음향파 가이드를 더 포함하는 디지털 펜.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 다수의 핀은 상기 음향 송신기 주변의 영역을 다수의 방향성 섹터들로 공간 분할하도록 배치되고, 그 결과 상기 다수의 섹터 중의 하나를 통해 송신된 상기 음향 송신기의 음향 신호를 상기 다수의 나머지 섹터들을 통해 송신된 상기 음향 송신기의 음향 신호로부터 실질적으로 분리시키는 것을 특징으로 하는 디지털 펜.
18. 삭제
19. 삭제
20. 전기회로, 상기 전기회로로부터 분리되어 있고, 음향 신호를 송신하도록 구성된 음향 송신기, 및 탄성홀더로서, 상기 전기회로 및 상기 송신기를 전기적으로 접속하기 위해, 상기 탄성홀더에 기계적인 압력을 가했을 때 상기 전기회로를 상기 송신기에 접촉시키도록 구성된 탄성홀더를 구비하는 디지털 펜;

    상기 디지털 펜으로부터 송신된 상기 음향 신호를 수신하기 위한 적어도 하나의 수신장치; 및

    상기 적어도 하나의 수신장치에 결합되고, 상기 디지털 펜의 위치를 결정하기 위해 상기 수신된 음향 신호를 처리하도록 구성된 프로세서를 포함하고,

    상기 탄성홀더는 베이스 및 이 베이스로부터 수직방향으로 직립하고, 하우징의 내부에서 상기 탄성홀더 상에 제1전기회로 및 제2전기회로를 배치하도록 구성된 연장부로서, 상기 하우징 내에서의 구속에 의해 상기 제1전기회로 및 제2전기회로 사이의 전기적 접촉상태를 유도하는 연장부를 더 포함하는 디지털 펜 시스템.
21. 전기회로, 상기 전기회로로부터 분리되어 있고, 음향 신호를 송신하도록 구성된 음향 송신기, 및 탄성홀더로서, 상기 전기회로 및 상기 송신기를 전기적으로 접속하기 위해, 상기 탄성홀더에 기계적인 압력을 가했을 때 상기 전기회로를 상기 송신기에 접촉시키도록 구성된 탄성홀더를 구비하는 디지털 펜;

    상기 디지털 펜으로부터 송신된 상기 음향 신호를 수신하기 위한 적어도 하나의 수신장치; 및

    상기 적어도 하나의 수신장치에 결합되고, 상기 디지털 펜의 위치를 결정하기 위해 상기 수신된 음향 신호를 처리하도록 구성된 프로세서를 포함하고,

    사용자가 소정의 영역 내에 디지털 펜을 위치시키는 것을 보조하기 위해 상기 소정의 영역을 그래프로 매핑한 맵을 더 포함하는 디지털 펜 시스템.
22. 전기회로, 상기 전기회로로부터 분리되어 있고, 음향 신호를 송신하도록 구성된 음향 송신기, 및 탄성홀더로서, 상기 전기회로 및 상기 송신기를 전기적으로 접속하기 위해, 상기 탄성홀더에 기계적인 압력을 가했을 때 상기 전기회로를 상기 송신기에 접촉시키도록 구성된 탄성홀더를 구비하는 디지털 펜;

    상기 디지털 펜으로부터 송신된 상기 음향 신호를 수신하기 위한 적어도 하나의 수신장치;

    상기 적어도 하나의 수신장치에 결합되고, 상기 디지털 펜의 위치를 결정하기 위해 상기 수신된 음향 신호를 처리하도록 구성된 프로세서; 및

    스위치 조립체로서, 제1스위칭 모드 및 제2스위칭 모드를 각각 달성하기 위해 상기 스위치 조립체를 가압하는 2개의 스위칭 지점을 구비하고, 상기 2개의 스위칭 지점이 실질적으로 동시에 가압되었을 때 선택할 수 있는 제3스위칭 모드를 더 구비하는 스위치 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 펜 시스템.
23. 전기회로, 상기 전기회로로부터 분리되어 있고, 음향 신호를 송신하도록 구성된 음향 송신기, 및 탄성홀더로서, 상기 전기회로 및 상기 송신기를 전기적으로 접속하기 위해, 상기 탄성홀더에 기계적인 압력을 가했을 때 상기 전기회로를 상기 송신기에 접촉시키도록 구성된 탄성홀더를 구비하는 디지털 펜;

    상기 디지털 펜으로부터 송신된 상기 음향 신호를 수신하기 위한 적어도 하나의 수신장치;

    상기 적어도 하나의 수신장치에 결합되고, 상기 디지털 펜의 위치를 결정하기 위해 상기 수신된 음향 신호를 처리하도록 구성된 프로세서; 및

    압력을 받았을 때 상기 디지털 펜을 작동시키도록 구성된 스무드 접촉 스위치를 포함하고,

    상기 스무드 접촉 스위치는 개방형 전기회로의 제1측부에 장착되고, 상기 전기회로의 제2측부로부터 단절된 탄성부재를 포함하고,

    상기 탄성부재를 상기 위치로 가압하는 라이팅 압력을 가했을 때, 상기 탄성부재는 상기 전기회로의 제2측부에 접촉되는 위치로 가압되어 상기 전기회로를 폐쇄시킬 수 있는 디지털 펜 시스템.
24. 제 20 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 수신장치는 적어도 2개의 초음파 수신기를 구비하고,

    상기 결정은 예측되는 기준 신호에 관련된 데이터를 포함하는 기준 모델을 참조하는 것을 포함하는, 디지털 펜 시스템.
25. 제 20 항에 있어서,

    하우징;

    상기 하우징 내부에 위치한 적어도 2개의 음향 신호 수신기를 구비하는 수신장치; 및

    상기 수신장치가 장착되는 고정판을 구비하고,

    상기 고정판은 상기 수신장치를 모서리부에 고정하기 위해 실질적으로 직각의 모서리부에 끼워 맞춰지도록 구성되는, 디지털 펜 시스템.
26. 제 25 항에 있어서, 상기 고정판은 상기 수신장치를 중앙 위치에 고정하기 위해 종이 위의 중간 위치에 끼워 맞춰지도록 구성되고, 또는 상기 실질적으로 직각의 모서리부는 종이의 모서리부인 것을 특징으로 하는 디지털 펜 시스템.
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28. 제 10 항에 있어서, 상기 압력은 25g 이하이고, 또는 상기 압력은 상기 탄성부재를 0.1mm 이하의 거리를 따라 가압하는 것을 특징으로 하는 디지털 펜.
29. 디지털 펜으로서,

    전기회로;

    상기 전기회로로부터 분리되어 있고, 음향 신호를 송신하도록 구성된 음향 송신기; 및

    상기 전기회로 및 상기 송신기를 전기적으로 접속하기 위해, 상기 전기회로를 기계적으로 가압하여 상기 송신기와 전기적 접촉시키도록 구성된 탄성홀더를 포함하고,

    상기 디지털 펜 상에 장착되는 디지털 슬리이브를 더 포함하고,

    상기 디지털 슬리이브는, 상기 음향 송신기에 접속되고, 상기 디지털 슬리이브에 대한 상기 디지털 펜의 소정의 운동을 검출하고, 상기 검출시 상기 음향 송신기를 동작시키는 라이팅 센서를 포함하는, 디지털 펜.
30. 제 24 항에 있어서, 수신장치를 다른 물품에 착탈가능하게 부착하기 위한 적어도 하나의 부착장치를 더 포함하고, 또는 상기 적어도 2개의 초음파 수신기는 상호 65 mm 이하의 간격을 두고 배치되고, 또는 상기 수신장치는 상기 초음파 수신기를 수용하도록 구성되고 교환이 가능한 커버부재를 구비하는 하우징을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 펜 시스템.
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