KR101358715B1 - 정보 입력 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초음파 신호를 이용한 정보 입력 시스템을 공개한다. 본 발명은 기준신호 및 초음파 신호를 이용한 정보 입력 시스템에 포함되는 신호 발생 장치에, 사용자가 신호 발생장치를 이용하여 위치정보를 입력하고자 하는지 또는 기능을 제어하고자 하는지 나타내는 모드 신호를 발생시킬 수 있는 모드 신호 생성부를 설치하고, 사용자가 모드 신호 생성부를 조작하여 모드 신호를 생성시킨 상태에서 신호 발생 장치를 이동시키면, 신호 발생 장치는 모드 신호와 기준신호를 각각 정보 입력 장치로 전송하거나, 모드 신호를 기준신호에 포함시켜 정보 입력 장치로 전송하고, 정보 입력 장치는 신호 발생 장치로부터 모드 신호가 수신되면, 사용자가 신호 발생 장치를 이용하여 위치 정보를 입력하는 대신에 기능 제어를 수행하고자 하는 것을 인식하여, 현재 사용자에게 표시되는 화면의 스크롤 및 페이지 넘김 같은 기능을 제어할 수 있는 기능 제어신호를 출력한다. 이 때, 정보 입력 장치는 신호 발생 장치에서 모드 신호가 발생되면, 신호 발생 장치의 위치 변화 및 버튼 누름을 패턴 DB에 조회하여 사용자가 의도하는 기능이 무엇인지 확인할 수 있다. 이렇게, 본 발명의 정보 입력 시스템을 이용하면, 사용자는 위치 정보나 버튼 정보뿐만 아니라, 기능을 제어할 수 있는 제어신호를 입력할 수 있어, 보다 효율적인 정보 입력이 가능하다.

Description

정보 입력 시스템 및 방법{Information input system and information input method}
본 발명은 정보 입력 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 초음파 신호를 이용한 정보 입력 시스템 및 방법에 관한 것이다.
휴대용 정보 입력 장치가 대중화 되면서, 기존의 마우스와 키보드를 대체하는 다양한 정보 입력 수단들이 개발되고 있다. 그 중에 대표적인 예가 전자펜으로서, 전자펜을 구현하는 다양한 기술들이 이미 공지되어 있으며, 그 중에 하나가 전자펜에서 발생되는 초음파 신호와 기준신호를 이용하여 전자펜의 위치를 측정하고, 전자펜의 위치 정보를 기존의 마우스의 위치 정보로서 이용하고, 전자펜에 설치된 버튼을 이용하여, 종래의 마우스의 버튼 클릭 정보로서 이용하는 기술들이 소개되고 있다.
초음파 신호를 이용한 정보 입력 장치의 일예가 대한민국 특허 제 10-0418423 호에 기재되어 있다.
상기 대한민국 특허에 기재된 바와 같이, 종래의 초음파 신호를 이용한 정보 입력 장치는 전자펜과 정보 입력 모듈로 구성된다. 정보 입력 모듈 내부에는 복수의 초음파 신호 수신 센서가 서로 이격되어 설치되고, 기준신호를 수신하는 수신 센서가 설치된다.
전자펜에서 서로 다른 비행 속도로 진행하는 초음파 신호와 기준신호를 발생시키면, 정보 입력 모듈이 초음파 신호와 기준 신호를 수신하고, 양 신호가 수신된 시간의 시간차를 이용하여 복수의 초음파 센서와 전자펜간의 거리를 측정한 후, 삼각측량 방법에 의해서 전자펜의 위치를 측정한다.
또한, 전자펜의 일측에는 버튼이 설치되어 버튼을 누르면 버튼 정보가 기준신호에 포함되어 정보 입력 모듈로 전달됨으로써, 마우스의 버튼 클릭과 동일한 효과를 나타낼 수 있다.
그러나, 이러한 전자펜의 경우에는 단순히 위치를 측정하고 클릭용 버튼 신호를 발생시키는 것 이외에는 추가적인 기능을 제공하지 못하는 한계를 나타내고 있다. 구체적으로, 최근 출시되는 타블렛 PC 또는 스마트폰의 경우 터치패널을 장착하여 사용자가 손으로 원하는 위치를 선택할 수도 있고, 터치패널에 손을 터치한 상태에서 손을 이동시키는 속도 및 방향에 따라서 현재 터치패널에 표시되는 문서의 상하 스크롤 기능 또는 페이지 넘김 기능 등을 수행할 수 있으나, 현재의 초음파 신호를 이용한 전자펜은 이러한 기능을 제공하지 못하여 사용자가 이용상 불편함을 느끼는 문제점이 있다.
이에, 본 출원인은 전자펜의 이동 속도를 이용하여, 터치패널을 이용한 정보 입력 장치가 제공하는 다양한 화면 제어 기능을 제공하고자 고안해보았으나 이러한 방식은 적용되기 어렵다는 사실을 발견하였다. 이는, 초음파 신호를 이용하는 전자펜의 특성상, 정보 입력 모듈이 지속적으로 전자펜의 위치를 측정하여 사용자에게 표시해야 하므로, 전자펜이 빠른 속도로 이동하는 경우에, 이러한 동작이 단순히 필기를 빠른 속도로 하기 위함인지 또는 사용자가 부가 기능을 실행하기 위함인지 식별하기 어렵기 때문이다.
따라서, 본 발명은 초음파 신호와 기준신호를 발생시키는 신호 발생 장치를 이용하여 위치 정보를 입력하는 것 이외에 다양한 제어 기능을 수행할 수 있는 초음파 신호를 이용한 정보 입력 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정보 입력 시스템은, 기준신호 및 초음파 신호를 발생시키고, 사용자의 조작에 따라서 모드 신호를 발생시키는 신호 발생 장치; 및 기준신호 및 초음파 신호를 이용하여 상기 신호 발생 장치의 위치를 측정하고, 상기 모드 신호에 따라서 상기 신호 발생 장치의 위치 정보를 입력하거나, 상기 신호 발생 장치의 위치 변화를 해석하여 사전에 정의된 기능을 실행시키도록 지시하는 기능 제어신호를 발생시키는 정보 입력 장치를 포함한다.
또한, 상기 신호 발생 장치는 사용자의 조작에 의해서 기능 제어를 나타내는 상기 모드 신호를 발생시키는 모드 신호 생성부를 구비하고, 상기 정보 입력 장치는 상기 모드 신호가 수신되면, 상기 신호 발생 장치의 위치 변화를 해석하여, 사전에 저장된 기능제어패턴들 중에서 상기 신호 발생 장치의 위치 변화에 대응되는 패턴을 매칭시키고, 매칭된 패턴에 대응되는 기능을 실행하도록 기능 제어신호를 발생시킬 수 있다.
또한, 상기 신호 발생 장치는 사용자의 조작에 따라서 버튼 신호를 더 발생시키고, 상기 정보 입력 장치는 상기 모드 신호가 수신되면, 상기 신호 발생 장치의 위치 변화, 상기 버튼 신호 또는 상기 신호 발생 장치의 위치 변화와 상기 버튼 신호의 조합에 대응되는 사전에 저장된 기능제어패턴을 매칭시키고, 매칭된 패턴에 대응되는 기능을 실행하도록 기능 제어신호를 발생시킬 수 있다.
또한, 상기 기능제어패턴 및 상기 기능제어패턴에 대응되는 기능 중 적어도 하나는 사용자에 의해서 정의될 수 있다.
또한, 상기 기능제어패턴들은 스크롤 패턴 및 페이지 넘김 패턴 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 스크롤 패턴은 상기 신호 발생 장치를 스크롤하고자 하는 방향으로 이동시키는 위치 변화에 대응되고, 상기 페이지 넘김 패턴은 상기 신호 발생 장치를 넘기고자 하는 페이지의 방향으로 사전에 정의된 속도 이상의 속도로 이동시키는 위치 변화에 대응될 수 있다.
또한, 상기 모드 신호 생성부는, 터치 버튼, 택 스위치(tact switch), 감압 스위치, 압력 센서, 및 손의 가림에 의해서 반응하는 광학 스위치 중 어느 하나로 구현될 수 있다.
또한, 상기 정보 입력 장치는, 서로 사전에 정의된 거리만큼 이격되어 설치되고, 상기 신호 발생 장치에서 발생된 초음파 신호를 수신하는 복수의 초음파 수신부; 상기 신호 발생 장치에서 발생된 기준 신호를 수신하는 기준신호 수신부; 기준신호가 수신된 시간과 초음파 신호가 수신된 시간차를 이용하여 상기 신호 발생 장치의 위치를 측정하는 위치 측정부; 상기 기준신호에 포함된 모드 신호 및 버튼 신호를 추출하여 출력하는 정보 추출부; 사전에 정의된 기능제어패턴을 저장하는 패턴 DB; 및 상기 정보 추출부로부터 모드 신호가 입력되면, 상기 위치 측정부로부터 입력되는 위치 정보의 변화 패턴을 상기 패턴 DB에 검색하여, 검색된 패턴에 대응되는 기능 제어신호를 출력하고, 상기 정보 추출부로부터 모드 신호가 입력되지 않으면, 상기 위치 측정부로부터 입력되는 위치 정보를 출력하여 정보를 입력하는 정보 입력부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 신호 발생 장치는, 상기 모드 신호를 상기 기준 신호에 포함시켜 상기 정보 입력 장치로 전송하거나, 상기 모드 신호를 상기 기준 신호와 별개의 신호로서 상기 정보 입력 장치로 전송할 수 있다.
한편, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정보 입력 방법은, (a) 신호 발생 장치가 사용자로부터 모드 신호가 입력되었는지 여부를 조사하고, 모드 신호 입력 여부에 따라서, 기준신호와 초음파 신호를 발생시키거나, 모드신호, 기준신호 및 초음파 신호를 발생시키는 단계; (b) 정보 입력 장치가 초음파 신호 및 기준 신호를 이용하여 상기 신호 발생 장치의 위치를 측정하는 단계; (c) 상기 정보 입력 장치가, 상기 신호 발생 장치로부터 모드 신호가 수신되었는지 여부를 조사하여, 모드 신호가 수신되지 않은 경우에는 상기 신호 발생 장치의 위치 정보를 입력하는 단계; 및 (d) 상기 신호 발생 장치로부터 모드 신호가 수신된 경우에, 상기 정보 입력 장치는 상기 신호 발생 장치의 위치 변화를 해석하여 사전에 정의된 기능을 실행시키도록 지시하는 기능 제어신호를 입력하는 단계;를 포함한다.
또한, 상기 (a) 단계에서, 사용자는 상기 신호 발생 장치에 설치된 모드 신호 생성부를 이용하여 모드 신호를 발생시키고, 상기 (d) 단계에서, 상기 정보 입력 장치는 사전에 저장된 기능제어패턴들 중에서 상기 신호 발생 장치의 위치 변화에 대응되는 패턴을 매칭시키고, 매칭된 패턴에 대응되는 기능을 실행하도록 기능 제어신호를 발생시킬 수 있다.
또한, 상기 (a) 단계에서, 상기 신호 발생 장치는 사용자의 조작에 따라서 버튼 신호를 더 발생시키고, 상기 (d) 단계에서, 상기 정보 입력 장치는, 상기 신호 발생 장치의 위치 변화, 상기 버튼 신호, 또는 상기 신호 발생 장치의 위치 변화와 상기 버튼 신호의 조합에 대응되는 사전에 저장된 기능제어패턴을 매칭시키고, 매칭된 패턴에 대응되는 기능을 실행하도록 기능 제어신호를 발생시킬 수 있다.
또한, 상기 기능제어패턴 및 상기 기능제어패턴에 대응되는 기능 중 적어도 하나는 사용자에 의해서 정의될 수 있다.
또한, 상기 기능제어패턴들은 스크롤 패턴 및 페이지 넘김 패턴 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 스크롤 패턴은 상기 신호 발생 장치를 스크롤하고자 하는 방향으로 이동시키는 위치 변화에 대응되고, 상기 페이지 넘김 패턴은 상기 신호 발생 장치를 넘기고자 하는 페이지의 방향으로 사전에 정의된 속도 이상의 속도로 이동시키는 위치 변화에 대응될 수 있다.
또한, 상기 모드 신호 생성부는, 터치 버튼, 택 스위치(tact switch), 감압 스위치, 압력 센서, 및 손의 가림에 의해서 반응하는 광학 스위치 중 어느 하나로 구현될 수 있다.
본 발명은 기준신호 및 초음파 신호를 이용한 정보 입력 시스템에 포함되는 신호 발생 장치에, 사용자가 신호 발생장치를 이용하여 위치정보를 입력하고자 하는지 또는 기능을 제어하고자 하는지 나타내는 모드 신호를 발생시킬 수 있는 모드 신호 생성부를 설치하고, 사용자가 모드 신호 생성부를 조작하여 모드 신호를 생성시킨 상태에서 신호 발생 장치를 이동시키면, 신호 발생 장치는 모드 신호와 기준신호를 각각 정보 입력 장치로 전송하거나, 모드 신호를 기준신호에 포함시켜 정보 입력 장치로 전송하고, 정보 입력 장치는 신호 발생 장치로부터 모드 신호가 수신되면, 사용자가 신호 발생 장치를 이용하여 위치 정보를 입력하는 대신에 기능 제어를 수행하고자 하는 것을 인식하여, 현재 사용자에게 표시되는 화면의 스크롤 및 페이지 넘김 같은 기능을 제어할 수 있는 기능 제어신호를 출력한다. 이 때, 정보 입력 장치는 신호 발생 장치에서 모드 신호가 발생되면, 신호 발생 장치의 위치 변화 및 버튼 누름을 패턴 DB에 조회하여 사용자가 의도하는 기능이 무엇인지 확인할 수 있다. 이렇게, 본 발명의 정보 입력 시스템을 이용하면, 사용자는 위치 정보나 버튼 정보뿐만 아니라, 기능을 제어할 수 있는 제어신호를 입력할 수 있어, 보다 효율적인 정보 입력이 가능하다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정보 입력 시스템의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정보 입력 시스템의 세부 구성을 도시하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정보 입력 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정보 입력 시스템의 구성을 도시하는 도면이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정보 입력 시스템의 세부 구성을 도시하는 블록도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 예에서는 태블릿 PC(300)의 터치 패널(310) 위에 본 발명의 신호 발생 장치(100)를 접촉시키면서, 신호 발생 장치(100)의 위치 정보를 입력하고 태블릿 PC(300)의 화면을 제어하는 구성을 도시하였으나, 일반 PC에 연결되어 일반 PC에 신호 발생 장치(100)의 위치 정보를 입력하고, PC 화면을 제어할 수도 있음을 주의해야 한다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 정보 입력 시스템은 초음파 신호 및 기준신호를 발생시키는 신호 발생 장치(100)와, 신호 발생 장치(100)의 위치를 측정하고 신호 발생 장치(100)의 위치 정보 및 이로부터 수신된 버튼 정보 등을 태블릿 PC등과 같은 전자기기(300)로 입력하는 정보 입력 장치(200)를 포함하여 구성된다.
본 발명의 정보 입력 시스템의 기능을 전체적으로 설명하면, 사용자가 태블릿 PC(300) 등에 정보 입력 장치(200)를 결합하고, 신호 발생 장치(100)를 구동하면, 신호 발생 장치(100)는 초음파 신호와 초음파 신호에 비하여 매우 빠른 속도로 진행하는 기준신호(예컨대, 빛의 속도를 진행하는 적외선 신호, RF 신호 등)를 발생시킨다.
정보 입력 장치(200)는 초음파 신호와 기준신호를 수신하고, 기준신호와 초음파 신호가 수신된 시간간의 시간차를 이용하여 신호 발생 장치(100)의 위치를 측정하고, 위치 정보를 태블릿 PC(300) 등으로 입력한다. 이 때, 사용자가 신호 발생 장치(100)의 버튼을 누르면, 버튼 정보가 기준신호에 포함되어 정보 입력 장치(200)로 전달되어 태블릿 PC(300) 등으로 입력된다.
태블릿 PC(300) 등은 정보 입력 장치(200)로부터 입력된 위치 정보 및 버튼 정보 등을 태블릿 PC(300) 등에서 실행되는 어플리케이션 프로그램의 입력 데이터로서 이용한다. 예컨대, 태블릿 PC(300) 화면상에서 위치 정보에 대응되는 위치에 필기를 수행하거나, 신호 발생 장치(100)의 위치 정보와 버튼 정보를 마우스 입력 데이터로서 이용하여 화면상에 표시되는 웹 페이지를 제어할 수 있다.
한편, 사용자가 위치 정보 입력이 아닌 현재 표시되는 화면의 기능(예컨대, 상하 스크롤, 페이지 넘김 등)을 제어하고자 하는 경우에, 사용자는 신호 발생 장치(100)에 설치된 모드 신호 생성부(140)를 조작하여 모드 신호를 생성시킨 상태에서 신호 발생 장치(100)를 이동시킨다.
그러면, 신호 발생 장치(100)는 모드 신호를 별도로 생성하여 정보 입력 장치(200)로 전송하거나, 모드 신호를 기준신호에 포함시켜 정보 입력 장치(200)로 전송하고, 정보 입력 장치(200)는 신호 발생 장치(100)로부터 모드 신호가 수신되면, 사용자가 신호 발생 장치(100)를 이용하여 위치 정보를 입력하는 대신에 기능 제어를 수행하고자 하는 것을 인식하여, 사용자가 신호 발생 장치(100)를 이동하거나 버튼을 눌러서 입력하는 패턴을 해석하고, 해석된 패턴을 패턴 DB(270)에서 조회한다.
그 후, 검색된 패턴에 대응되는 기능 제어신호, 예컨대, 현재 사용자에게 표시되는 화면의 스크롤 및 페이지 넘김 같은 기능을 제어할 수 있는 기능 제어신호를 태블릿 PC(300) 등으로 입력하고, 태블릿 PC(300) 등은 기능 제어신호에 따라서 화면 기능을 제어한다.
도 2를 더 참조하여, 본 발명의 정보 입력 시스템의 신호 발생 장치(100) 및 정보 입력 장치(200)의 세부 기능을 설명한다.
신호 발생 장치(100)는 필기면(터치패널)에 접촉할 수 있는 펜심부(180), 초음파 신호를 발생시키는 초음파 생성부(120), 기준신호를 송수신하는 제 1 기준신호 송수신부(130), 버튼 신호를 발생시키는 버튼부(160), 모드 신호 생성부(140), 및 제어부(150)를 포함하고, 상기 구성들은 신호 발생 장치 하우징(110) 내부에 수용되고, 버튼부(160), 펜심부(180) 및 모드 신호 생성부(140)는 하우징(110) 외부로 노출된다.
펜심부(180)는 사용자에게 실제 펜과 같은 필기감을 제공하기 위해서 하우징 외부로 돌출되도록 형성된다. 펜심부(180)는 합성 수지를 이용하여 플라스틱 재질로 형성될 수도 있고, 내부에 잉크가 충전되어 사용자가 실제 필기가 가능하도록 구성될 수도 있다.
초음파 생성부(120)는 제어부(150)에서 출력되는 초음파 제어신호에 따라서 초음파 신호를 발생시킨다.
제 1 기준신호 송수신부(130)는 제어부(150)에서 출력되는 기준신호 제어신호에 따라서 기준신호를 발생시킨다. 기준신호는 초음파 신호에 비해서 매우 빠른 속도로 대기중에 진행하는 신호로서, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 빛의 속도로 진행하는 적외선 신호 또는 RF 신호를 이용하였다. 이 때, 제 1 기준신호 송수신부(130)는 제어부(150)의 제어에 따라서 버튼 신호 또는 모드 신호를 기준 신호에 포함시켜 정보 입력 장치(200)로 전송할 수 있다.
또한, 제 1 기준신호 송수신부(130)는 모드 신호를 기준신호와 식별되는 별개의 신호로서 정보 입력 장치(200)로 전송할 수도 있다. 이 때, 제 1 기준신호 송수신부(130) 펄스의 길이, 펄스를 구성하는 내부의 세부 펄스들의 주파수, 펄스에 포함되는 코드값 등을 서로 차별화하여 정보 입력 장치가 모드 신호와 기준신호를 식별할 수 있도록 한다.
버튼부(160)는 신호 발생 장치 하우징(110) 외부로 노출되도록 설치되어 사용자가 누름에 따라서 버튼 신호를 발생시킨다. 버튼부(160)는 한 쌍의 버튼(160-1,160-2)으로 구성되어 제 1 버튼 신호 및 제 2 버튼 신호를 발생시킬 수 있고, 따라서, 마우스의 오른쪽 버튼 및 외쪽 버튼에 대응되는 기능을 수행할 수 있다.
모드 신호 생성부(140)는 사용자의 조작에 의해서 모드 신호를 발생시켜 제어부(150)로 출력하고, 제어부(150)는 모드 신호를 제 1 기준신호 송수신부(130)로 출력하여 기준 신호에 모드 신호를 포함시키거나 모드 신호를 별개의 신호로서 정보 입력 장치(200)로 전송한다. 모드 신호 생성부(140)는 사용자의 손터치에 반응하는 터치 버튼, 사용자의 작은 힘으로도 누름이 가능한 택 스위치(tact switch), 사용자가 누르는 압력에 반응하는 압력 센서 또는 감압 스위치, 및 손의 가림에 의해서 반응하는 광학 스위치 등으로 구현될 수 있다.
모드 신호 생성부(140)는 구현방식에 따라서 사용자가 터치 버튼을 터치하는 동안, 또는 사용자가 누른 스위치가 누름 상태에 있는 동안, 또는 사용자가 광학 스위치를 가리고 있는 동안 모드 신호를 발생시켜 제어부(150)로 출력한다.
제어부(150)는 일정한 시간 주기로 기준신호 제어신호와 초음파 제어신호를 제 1 기준신호 송수신부(130) 및 초음파 생성부(120)로 각각 출력하여 기준신호 및 초음파 신호를 발생시키도록 한다. 또한, 제어부(150)는 버튼부(160)로부터 버튼 신호가 입력되면, 버튼 신호를 제 1 기준신호 송수신부(130)로 출력하여 기준신호에 버튼 신호를 포함시켜 정보 입력 장치(200)로 전송하도록 제어하고, 모드 신호 생성부(140)로부터 모드 신호가 입력되면 모드 신호를 제 1 기준신호 송수신부(130)로 출력하여 기준신호에 모드 신호를 포함시키거나 기준신호와는 별개의 신호로서 정보 입력 장치(200)로 전송하도록 제어한다.
한편, 정보 입력 장치(200)는 제 2 기준신호 송수신부(230), 제 1 초음파 수신부(220-1), 제 2 초음파 수신부(220-2), 정보 추출부(240), 위치 측정부(250), 패턴 DB(270) 및 정보 입력부(260)를 포함하여 구성된다. 상기 구성요소들은 하나의 장치에 구현될 수도 있고, 서로 분리된 장치에 구현될 수도 있으며, 분리된 구성의 일부는 소프트웨어로 구현될 수 있다.
예컨대, 도 1에 도시된 예에서, 정보 입력 장치 하우징(210)에는 제 2 기준신호 송수신부(230), 제 1 초음파 수신부(220-1) 및 제 2 초음파 수신부(220-2)만이 포함되고, 나머지 구성은 본 발명의 정보 입력 장치(200)가 설치되는 태블릿 PC(300) 또는 노트북 PC 등에 소프트웨어로 구현될 수 있다. 또한, 정보 입력 장치 하우징(210)에 제 2 기준신호 송수신부(230), 제 1 초음파 수신부(220-1) 및 제 2 초음파 수신부(220-2) 이외에 정보 추출부(240) 및 위치 측정부(250)가 포함되고, 정보 입력부(260) 와 패턴 DB(270) 만이 태블릿 PC(300) 또는 노트북 PC 등에 소프트웨어로 구현될 수 있으며, 상술한 구성이 모두 하우징(210)내에 설치될 수도 있다.
제 2 기준신호 송수신부(230)는 정보 입력 장치 하우징(210) 내부에 설치되어 신호 발생 장치(100)에서 전송된 기준신호 및 모드신호를 수신하여 정보 추출부(240) 및 위치 측정부(250)로 출력한다.
제 1 초음파 수신부(220-1)와 제 2 초음파 수신부(220-2)는 사전에 정의된 거리만큼 서로 이격되어 정보 입력 장치 하우징(210) 내부에 설치되고, 신호 발생 장치(100)에서 생성한 초음파 신호를 각각 수신하여 위치 측정부(250)로 출력한다.
위치 측정부(250)는 기준신호가 수신된 시간과, 초음파 신호가 제 1 초음파 수신부(220-1) 및 제 2 초음파 수신부(220-2)에 각각 수신된 시간간의 시간차를 이용하여, 신호 발생 장치(100)와 각 초음파 수신부간의 거리를 측정하고, 측정된 각 거리와 제 1 초음파 수신부(220-1) 및 제 2 초음파 수신부(220-2)간의 거리를 이용하여 삼각 측량 방식에 따라서 신호 발생 장치(100)의 위치를 측정하여 정보 입력부(260)로 출력한다.
정보 추출부(240)는 신호 발생 장치(100)로부터 수신된 기준신호에 버튼 신호 및 모드 신호가 포함된 경우에는 기준신호에서 버튼 신호 및 모드 신호를 추출하여 정보 입력부(260)로 출력한다. 또한, 정보 추출부(240)는 기준신호와는 별개의 신호로서 모드 신호가 수신되는 경우에는 모드신호를 정보 입력부(260)로 출력한다.
패턴 DB(270)는 신호 발생 장치(100)의 위치 변화, 버튼 신호, 및 위치 변화와 버튼 신호의 조합으로 정의된 기능제어패턴을 저장하고, 기능제어패턴에 대응되는 기능을 상호 연계시켜 저장한다. 패턴 DB(270)에 저장되는 기능제어패턴들은 신호 발생 장치(100)의 위치 변화와 버튼 신호가 단독으로 또는 상호 결합되어 정의될 수 있다.
예컨대, 신호 발생 장치(100)가 상하로 이동하는 위치 변화는, 태블릿 PC(300) 등의 화면상에 현재 표시되는 문서 또는 웹페이지를 상하로 스크롤하는 기능을 수행하도록 하는 기능 제어신호와 매칭되어 저장될 수 있다. 또한, 신호 발생 장치(100)의 위치가 좌우로 일정 속도 이상으로 이동하는 경우에는 대응되는 방향으로 페이지를 넘기는 기능을 수행하도록 하는 기능 제어신호와 매칭되어 저장될 수 있다.
또한, 사용자가 버튼부(160)를 누른 상태에서 신호 발생 장치(100)를 상하로 이동시키는 경우에는 화면에 페이지 맨 위 또는 페이지 맨 아래를 표시하도록 하는 기능 제어신호와 매칭되어 저장될 수 있다. 이 밖에도, 사용자가 모드 신호 생성부(140)를 구현하는 모드 스위치를 누른 상태에서 제 1 버튼(160-1)을 누르면 이전 페이지로 이동, 모드 스위치를 누른 상태에서 제 2 버튼(160-2)을 누르면 다음 페이지로 이동과 같이, 위치 변화와 버튼의 누름 여부에 따른 다양한 패턴들이 다양한 제어 기능들과 매칭되어 저장될 수 있다.
패턴 DB(270)에 저장되는 기능제어패턴 및 대응되는 기능은 제조사에 의해서 모두 정의될 수도 있고, 이 중 하나 이상은 사용자에 의해서 정의될 수 있다.
예컨대, 사용자는 본 발명의 정보 입력 장치(200)를 구동하기 위한 드라이버 프로그램을 태블릿 PC(300)등에 설치한 후, 해당 프로그램을 실행시켜 신호 발생 장치(100)의 위치 변화 및/또는 버튼 신호와 이에 대응되는 기능을 입력하여 패턴 DB(270)에 저장할 수 있고, 사전에 제조사에서 등록한 기능제어패턴에 대해서 사용자가 원하는 기능을 설정하여 등록할 수도 있으며, 사전에 설정된 기능에 대해서 사용자가 직접 신호 발생 장치(100)를 이동시키거나 버튼을 눌러서 기능제어패턴을 정의할 수도 있다.
정보 입력부(260)는 모드 신호가 입력되지 않는 상태에서는 정보 추출부(240)로부터 입력되는 버튼 신호와 위치 측정부(250)로부터 입력되는 위치 정보를 위치 정보 입력 장치(200)와 연동되는 태블릿 PC(300) 등으로 출력한다. 태블릿 PC(300) 등은 정보 입력부(260)로부터 입력되는 위치 정보에 대응되는 위치를 화면상에 표시하고, 버튼 정보가 입력되면, 버튼 정보가 입력된 시점에 화면상에 표시되던 영역을 선택하거나 메뉴 화면을 표시한다. 즉, 정보 입력부(260)로부터 입력되는 위치 정보 및 버튼 정보를 마우스의 위치 정보 및 버튼 정보로서 이용할 수 있다.
또한, 정보 입력부(260)는 정보 추출부(240)로부터 모드 신호가 입력되면, 기능 제어를 수행하고자 하는 사용자의 의도를 인식하고, 위치 측정부(250)로부터 입력되는 위치 정보 및 버튼 정보를 태블릿 PC(300) 등으로 출력하지 않고, 신호 발생 장치(100)의 위치 변화를 해석하여 위치 변화 패턴을 패턴 DB(270)에 조회하고, 버튼 신호를 패턴 DB(270)에 조회하여, 해석된 패턴들을 사전에 패턴 DB(270)에 저장된 기능제어패턴과 매칭시키고, 매칭된 패턴에 대응되는 기능 제어신호를 태블릿 PC(300) 등으로 출력한다.
예컨대, 사용자가 모드 신호 생성부(140)를 구현하는 스위치를 누른 상태에서 신호 발생 장치(100)를 상하로 이동시키면, 정보 입력부(260)로 모드 신호와 신호 발생 장치(100)의 위치 정보가 입력된다. 정보 입력부(260)는 모드 신호가 입력되면 신호 발생 장치(100)의 위치 변화를 해석하여 대응되는 기능제어패턴을 패턴 DB(270)에서 검색하고, 검색된 패턴에 매칭되는 기능 제어신호, 즉, 화면을 상하로 스크롤하도록 하는 제어신호를 태블릿 PC(300) 등으로 출력하여 화면을 상하로 스크롤한다.
한편, 정보 입력 장치(200)가 연동된 태블릿 PC(300) 등은 정보 입력부(260)로부터 입력된 기능 제어신호에 따라서 해당 기능(예컨대, 화면 스크롤, 페이지 넘김 등)을 수행하고, 정보 입력부(260)로부터 입력되는 위치 정보에 따라서 화면의 포인터를 이동시키고, 정보 입력부(260)로부터 입력되는 버튼 신호에 따라서 화면의 포인터가 가리키는 영역을 선택하고 메뉴를 표시할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 바람직한 실시예에서, 신호 발생 장치(100)가 기준신호를 발생시키는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에서는, 정보 입력 장치(200)의 제 2 기준신호 송수신부(230)에서 일정한 시간 주기로 기준신호를 발생시키고, 기준신호가 신호 발생 장치(100)의 제 1 기준신호 송수신부(130)에 수신되며, 제어부(150)가 기준신호가 수신되면 초음파 생성부(120)로 초음파 제어신호를 출력하여 초음파 신호를 생성한다. 초음파 신호는 제 1 초음파 수신부(220-1) 및 제 2 초음파 수신부(220-2)에 수신되고, 위치 측정부(250)는 제 2 기준신호 송수신부(230)에서 기준신호가 발생된 시간과 초음파 신호가 수신된 시간간의 시간차를 이용하여 신호 발생 장치(100)의 위치를 측정할 수도 있다.
한편, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정보 입력 방법을 설명하는 흐름도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정보 입력 방법은 상술한 정보 입력 시스템을 이용하여 수행되는 것으로서, 전체적인 기능은 도 1 및 도 2를 참조하여 상술한 바와 동일하므로, 도 3을 참조하여 전체적인 처리 과정을 중심으로 설명한다.
먼저, 사용자가 신호 발생 장치(100)를 이용하여 정보를 입력하기 위해서, 본 발명의 정보 입력 장치(200)를 태블릿 PC(300) 등에 결합하고 신호 발생 장치(100)를 구동시키면(S300), 신호 발생 장치(100)는 사용자가 모드 신호 생성부(140)를 조작하여 모드 신호가 입력되었는지를 판단하고(S310), 모드 신호가 입력되지 않은 경우에는 초음파 신호 및 기준 신호를 일정한 시간 주기로 발생시켜 정보 입력 장치(200)로 전송하고(S312), 모드 신호가 입력된 경우에는 기준신호 및 초음파 신호와 함께 모드 신호를 정보 입력 장치로 전송한다(S314). 상술한 바와 같이, 모드 신호는 기준신호에 포함될 수도 있고, 별개의 신호로서 전송될 수도 있다.
초음파 신호는 정보 입력 장치(200)의 제 1 및 제 2 초음파 수신부(220-1,220-2) 에 수신되고, 기준신호 및 모드 신호는 정보 입력 장치(200)의 제 2 기준신호 송수신부(230)에 수신되며(S320), 정보 입력 장치(200)는 기준신호와 초음파 신호가 수신된 시간차를 이용하여 신호 발생 장치(100)의 위치를 측정한다(S325).
그 후, 정보 입력 장치(200)는 모드 신호가 함께 수신되었는지 여부를 조사하여, 모드 신호가 수신된 경우에는 제 S350 단계로 진행하고, 모드 신호가 입력되지 않은 경우엔 제 S335 단계로 진행한다(S330).
모드 신호가 입력되지 않은 경우에, 정보 입력 장치(200)는 위치 정보를 태블릿 PC(300) 등으로 출력하여, 위치 정보를 입력한다(S335).
제 S330 단계에서 모드 신호가 수신된 것으로 판단되는 경우에, 정보 입력 장치(200)는 신호 발생 장치(100)의 위치 변화를 해석한다(S350). 즉, 신호 발생 장치(100)가 상하로 이동하는지 아니면 수평으로 일정한 속도 이상으로 이동하는지 등과 같은 위치 변화를 해석한다.
그 후, 정보 입력 장치(200)는 위치 변화에 대응되는 기능제어패턴을 패턴 DB(270)에서 검색하고(S360), 검색된 패턴에 대응되는 기능 제어신호를 태블릿 PC(300) 등으로 출력하여 기능 제어신호를 입력한다(S370).
도 3을 참조하여 상술한 예에서는, 설명의 편의를 위해서, 버튼 신호의 처리 과정을 생략하였으나, 버튼 신호는 위치 정보와 동일한 방식으로 처리된다. 예컨대, 버튼이 눌려지면 제 S315 단계에서 버튼 신호가 기준신호에 포함되어 전송되고, 제 S335 단계에서 위치 정보와 함께 버튼 정보가 입력된다. 또한, 제 S350 단계 및 제 S360 단계에서 모드 신호가 수신된 상태에서 버튼 신호 단독으로 또는 버튼 신호와 위치 변화가 조합되는 패턴을 패턴 DB(270)에서 검색하여, 검색된 패턴에 대응되는 기능 제어신호가 입력된다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플라피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 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.
100 신호 발생 장치 110 신호 발생 장치 하우징
120 초음파 생성부 130 제 1 기준신호 송수신부
140 모드 신호 생성부 160 버튼부
180 펜심부
200 정보 입력 장치 210 정보 입력 장치 하우징
220-1 제 1 초음파 수신부 220-2 제 2 초음파 수신부
230 제 2 기준신호 송수신부 240 정보 추출부
250 위치 측정부 260 정보 입력부
270 패턴 DB
300 태블릿 PC 310 터치 패널

Claims (15)

  1. 기준신호 및 초음파 신호를 발생시키고, 사용자의 조작에 따라서 모드 신호를 발생시키는 신호 발생 장치; 및
    기준신호 및 초음파 신호를 이용하여 상기 신호 발생 장치의 위치를 측정하고, 상기 모드 신호에 따라서 상기 신호 발생 장치의 위치 정보를 입력하거나, 상기 신호 발생 장치의 위치 변화를 해석하여 사전에 정의된 기능을 실행시키도록 지시하는 기능 제어신호를 발생시키는 정보 입력 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 입력 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호 발생 장치는 사용자의 조작에 의해서 기능 제어를 나타내는 상기 모드 신호를 발생시키는 모드 신호 생성부를 구비하고,
    상기 정보 입력 장치는 상기 모드 신호가 수신되면, 상기 신호 발생 장치의 위치 변화를 해석하여, 사전에 저장된 기능제어패턴들 중에서 상기 신호 발생 장치의 위치 변화에 대응되는 패턴을 매칭시키고, 매칭된 패턴에 대응되는 기능을 실행하도록 기능 제어신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 정보 입력 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 신호 발생 장치는 사용자의 조작에 따라서 버튼 신호를 더 발생시키고,
    상기 정보 입력 장치는 상기 모드 신호가 수신되면, 상기 신호 발생 장치의 위치 변화, 상기 버튼 신호 또는 상기 신호 발생 장치의 위치 변화와 상기 버튼 신호의 조합에 대응되는 사전에 저장된 기능제어패턴을 매칭시키고, 매칭된 패턴에 대응되는 기능을 실행하도록 기능 제어신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 정보 입력 시스템.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 기능제어패턴 및 상기 기능제어패턴에 대응되는 기능 중 적어도 하나는 사용자에 의해서 정의된 것을 특징으로 하는 정보 입력 시스템.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 기능제어패턴들은 스크롤 패턴 및 페이지 넘김 패턴 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 스크롤 패턴은 상기 신호 발생 장치를 스크롤하고자 하는 방향으로 이동시키는 위치 변화에 대응되고,
    상기 페이지 넘김 패턴은 상기 신호 발생 장치를 넘기고자 하는 페이지의 방향으로 사전에 정의된 속도 이상의 속도로 이동시키는 위치 변화에 대응되는 것을 특징으로 하는 정보 입력 시스템.
  6. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 모드 신호 생성부는
    터치 버튼, 택 스위치(tact switch), 감압 스위치, 압력 센서, 및 손의 가림에 의해서 반응하는 광학 스위치 중 어느 하나로 구현되는 것을 특징으로 하는 정보 입력 시스템.
  7. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 정보 입력 장치는
    서로 사전에 정의된 거리만큼 이격되어 설치되고, 상기 신호 발생 장치에서 발생된 초음파 신호를 수신하는 복수의 초음파 수신부;
    상기 신호 발생 장치에서 발생된 기준 신호를 수신하는 기준신호 수신부;
    기준신호가 수신된 시간과 초음파 신호가 수신된 시간차를 이용하여 상기 신호 발생 장치의 위치를 측정하는 위치 측정부;
    상기 기준신호에 포함된 모드 신호 및 버튼 신호를 추출하여 출력하는 정보 추출부;
    사전에 정의된 기능제어패턴을 저장하는 패턴 DB; 및
    상기 정보 추출부로부터 모드 신호가 입력되면, 상기 위치 측정부로부터 입력되는 위치 정보의 변화 패턴을 상기 패턴 DB에 검색하여, 검색된 패턴에 대응되는 기능 제어신호를 출력하고, 상기 정보 추출부로부터 모드 신호가 입력되지 않으면, 상기 위치 측정부로부터 입력되는 위치 정보를 출력하여 정보를 입력하는 정보 입력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 입력 시스템.
  8. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 신호 발생 장치는, 상기 모드 신호를 상기 기준 신호에 포함시켜 상기 정보 입력 장치로 전송하거나, 상기 모드 신호를 상기 기준 신호와 별개의 신호로서 상기 정보 입력 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 정보 입력 시스템.
  9. (a) 신호 발생 장치가 사용자로부터 모드 신호가 입력되었는지 여부를 조사하고, 모드 신호 입력 여부에 따라서, 기준신호와 초음파 신호를 발생시키거나, 모드신호, 기준신호 및 초음파 신호를 발생시키는 단계;
    (b) 정보 입력 장치가 초음파 신호 및 기준 신호를 이용하여 상기 신호 발생 장치의 위치를 측정하는 단계;
    (c) 상기 정보 입력 장치가, 상기 신호 발생 장치로부터 모드 신호가 수신되었는지 여부를 조사하여, 모드 신호가 수신되지 않은 경우에는 상기 신호 발생 장치의 위치 정보를 입력하는 단계; 및
    (d) 상기 신호 발생 장치로부터 모드 신호가 수신된 경우에, 상기 정보 입력 장치는 상기 신호 발생 장치의 위치 변화를 해석하여 사전에 정의된 기능을 실행시키도록 지시하는 기능 제어신호를 입력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 입력 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서, 사용자는 상기 신호 발생 장치에 설치된 모드 신호 생성부를 이용하여 모드 신호를 발생시키고,
    상기 (d) 단계에서, 상기 정보 입력 장치는 사전에 저장된 기능제어패턴들 중에서 상기 신호 발생 장치의 위치 변화에 대응되는 패턴을 매칭시키고, 매칭된 패턴에 대응되는 기능을 실행하도록 기능 제어신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 정보 입력 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서, 상기 신호 발생 장치는 사용자의 조작에 따라서 버튼 신호를 더 발생시키고,
    상기 (d) 단계에서, 상기 정보 입력 장치는, 상기 신호 발생 장치의 위치 변화, 상기 버튼 신호, 또는 상기 신호 발생 장치의 위치 변화와 상기 버튼 신호의 조합에 대응되는 사전에 저장된 기능제어패턴을 매칭시키고, 매칭된 패턴에 대응되는 기능을 실행하도록 기능 제어신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 정보 입력 방법.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 기능제어패턴 및 상기 기능제어패턴에 대응되는 기능 중 적어도 하나는 사용자에 의해서 정의된 것을 특징으로 하는 정보 입력 방법.
  13. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 기능제어패턴들은 스크롤 패턴 및 페이지 넘김 패턴 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 스크롤 패턴은 상기 신호 발생 장치를 스크롤하고자 하는 방향으로 이동시키는 위치 변화에 대응되고,
    상기 페이지 넘김 패턴은 상기 신호 발생 장치를 넘기고자 하는 페이지의 방향으로 사전에 정의된 속도 이상의 속도로 이동시키는 위치 변화에 대응되는 것을 특징으로 하는 정보 입력 방법.
  14. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 모드 신호 생성부는
    터치 버튼, 택 스위치(tact switch), 감압 스위치, 압력 센서, 및 손의 가림에 의해서 반응하는 광학 스위치 중 어느 하나로 구현되는 것을 특징으로 하는 정보 입력 방법.
  15. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항의 정보 입력 방법을 컴퓨터에서 판독할 수 있고, 실행가능한 프로그램 코드로 기록한 기록매체.
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