KR101437915B1 - 초음파 수신기 및 이를 포함하는 위치 정보 입력 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 초음파 수신기 및 이를 포함하는 위치 정보 입력 장치를 공개한다. 본 발명의 신호 발생기와 초음파 수신기는 모두 그 내부에 충전이 가능한 배터리를 포함하여 구동되고, 위치 정보 입력이 종료되면 본체부와 결합된다. 본체부는외부의 전자기기로부터 충전 전류를 공급받아 충전되는 대용량 배터리를 내부에 포함하고, 신호 발생기와 초음파 수신기가 결합되면, 대용량 배터리로부터 신호 발생기 및 초음파 수신기로 충전 전류를 공급하여 이들을 충전시킨다. 따라서, 본 발명은 신호 발생기 및 초음파 수신기를 본체부에 결합하여 간편하게 휴대가 가능할 뿐만 아니라, 위치 정보를 입력하지 않을 때에는 본체부에 설치된 대용량 배터리로부터 충전 전류를 공급받아 항상 충전 상태를 유지할 수 있다.
Description
본 발명은 위치 정보 입력 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 초음파 수신기 및 이를 포함하는 위치 정보 입력 장치에 관한 것이다.
최근에는 위치 정보를 입력하는 장치로서 마우스 이외에 다양한 전자기기들이 출시되고 있다. 그 일예가 초음파를 이용한 정보 입력 장치이다. 초음파를 이용한 위치 정보 입력 장치는 신호 발생기에서 음속으로 진행하는 초음파 신호와, 빛의 속도로 진행하는 기준신호(예컨대, 적외선, RF 신호 등)를 동시에 발생시켜, 기준신호가 수신된 시간과, 초음파 신호가 사전에 정의된 거리만큼 서로 이격되어 설치된 초음파 수신 센서에 각각 수신된 시간간의 시간차를 이용하여, 신호 발생기와 각 초음파 센서간의 거리와, 초음파 센서들간의 거리를 이용하여 신호 발생기의 위치를 측정하여 위치 정보를 입력하는 장치이다. 이러한, 위치 정보 입력 장치의 일 예가 한국 특허 제 0418423 호에 공개되어 있다.
이러한, 종래의 초음파 신호를 이용한 위치 정보 입력 장치는 신호 발생기와 초음파 수신기로 구성되는데, 사용자의 자유로운 위치 정보 입력을 위해서는 신호 발생기 및 초음파 수신기 모두 무선으로 구현될 것이 절실히 요구되는 것이 현실이다.
그러나, 현재 출시되는 모든 제품들은 신호 발생기와 초음파 수신기에 각각 상용 배터리(예컨대, AA사이즈 또는 수은 전지 등)를 넣어서 이용하고 있으며, 배터리가 소모되면 새로운 배터리를 구매하여 배터리 교체후 다시 이용하게 된다. 그러나, 사용자는 배터리의 수명을 정확하게 예측할 수 없어, 사용 도중에 배터리 소진으로 인하여 동작이 중단되는 문제점이 자주 발생하고 있다.
아울러, 신호 발생기와 초음파 수신기는 서로 별개의 제품으로 제조되므로, 사용자는 이들 각각을 별개로 휴대해야 하므로 사용상 상당한 불편함이 초래되어, 제품 자체의 활용도가 떨어지는 문제점이 발생한다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 위치 정보 입력 장치를 구성하는 신호 발생기와 초음파 수신기가 상호 결합될 수 있도록 구성하여, 휴대가 간편한 위치 정보 입력 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 사용자가 휴대중인 상태에서 위치 정보 입력 장치를 구성하는 신호 발생기와 자동으로 충전됨으로써, 사용중 배터리 전력이 소진되어 동작이 불가능한 상태에 이르는 것을 방지할 수 있는 초음파 수신기 및 정보 입력 장치를 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 수신기는, 사전에 정의된 거리만큼 이격 설치되어 신호 발생기에서 발생된 초음파 신호를 수신하는 복수의 초음파 센서를 포함하는 초음파 수신부; 상기 초음파 수신부를 내부에 수용하고, 하면에 제 1 자력부재가 설치된 초음파 수신기 하우징; 상기 초음파 수신기 하우징의 하부에 힌지 결합되고, 상기 제 1 자력부재에 대응되는 위치에 제 2 자력부재가 설치된 고정부재를 포함하며, 상기 제 1 자력부재와 상기 제 2 자력부재가 자기 인력에 의해서 결합하여 상기 초음파 수신기 하우징과 상기 고정부재 사이에, 필기가 수행되는 필기 대상 부재를 고정시킨다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 수신기는, 상기 초음파 수신부에서 수신된 초음파 신호를 이용하여, 상기 신호 발생기와 상기 초음파 센서들까지의 거리를 각각 측정하는 거리 측정부; 및 상기 거리 측정부에서 측정된 각 거리를 전송하는 통신부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 수신기는, 상기 초음파 수신부에서 수신된 초음파 신호를 이용하여, 상기 신호 발생기의 위치를 측정하는 위치 측정부; 및 상기 위치 측정부에서 측정된 상기 신호 발생기의 위치 정보를 전송하는 통신부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 수신기는, 외부의 충전 전류에 의해서 충전이 가능하고, 상기 초음파 수신기에 전원을 공급하는 배터리를 더 포함할 수 있다.
한편, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 정보 입력 장치는, 상술한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 수신기; 및 상기 초음파 수신기와 결합되는 본체 하우징을 포함하는 본체부를 포함한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 정보 입력 장치에서, 상기 초음파 수신기 하우징 중 상기 본체 하우징과 접촉하는 일면에는 충전 전류를 공급받기 위한 초음파 수신기 접촉 전극이 형성되고, 상기 본체 하우징에는 상기 초음파 수신기 접촉 전극에 대응되는 위치에, 상기 초음파 수신기 접촉 전극과 접촉하여 상기 초음파 수신기로 충전 전류를 공급하기 위한 초음파 수신기 충전 단자가 외부로 돌출 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 정보 입력 장치에서, 상기 초음파 수신기 하우징의 외면에는 한 쌍의 가이드 홈이 형성되어 있고, 상기 본체 하우징에는 상기 초음파 수신기가 수용되는 제 1 수용부가 형성되며, 상기 제 1 수용부의 내면에는 상기 가이드 홈과 결합하여 상기 초음파 수신기 하우징을 내부로 가이드하여 고정시키는 한 쌍의 가이드 레일이 형성되어 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 정보 입력 장치에서, 상기 초음파 수신기 하우징과 상기 본체 하우징은 자기 인력에 의해서 상호 결합되어 고정될 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 정보 입력 장치에서, 상기 본체 하우징에는 상기 초음파 수신기가 수용되는 제 1 수용부가 형성되고, 상기 초음파 수신기 하우징의 상기 제 1 수용부에 접촉하는 일 면에는 제 3 자력부재가 설치되어 있고, 상기 제 1 수용부의 상기 제 3 자력부재에 대응되는 위치에 제 4 자력부재가 설치되어, 상기 제 3 자력부재와 상기 제 4 자력부재가 자기 인력에 의해서 결합하여 상기 초음파 수신기 하우징이 상기 제 1 수용부에 수용된 상태에서 고정될 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 정보 입력 장치에서, 상기 위치 정보 입력 장치는 상기 본체부와 결합하는 상기 신호 발생기를 더 포함하고, 상기 신호 발생기는 초음파 신호를 발생시키는 초음파 생성부, 외부의 충전 전류에 의해서 충전이 가능하고, 상기 신호 발생기에 전원을 공급하는 배터리, 및 상기 초음파 생성부 및 상기 배터리를 내부에 수용하는 신호 발생기 하우징을 포함하며, 상기 신호 발생기는 상기 본체부와 결합하여 본체부로부터 충전 전류를 공급받아 상기 배터리가 충전될 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 정보 입력 장치에서, 상기 신호 발생기 하우징 중 상기 본체 하우징과 접촉하는 일면에는 충전 전류를 공급받기 위한 신호 발생기 접촉 전극이 형성되어 있고, 상기 본체 하우징에는 상기 신호 발생기가 거치되는 거치부가 형성되어 있으며, 상기 거치부에는, 상기 신호 발생기 접촉 전극에 대응되는 위치에, 상기 신호 발생기 접촉 전극과 접촉하여 상기 신호 발생기로 충전 전류를 공급하기 위한 신호 발생기 충전 단자가 외부로 돌출 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 정보 입력 장치는, 상기 본체부는, 상기 거치부에 거치된 상기 신호 발생기를 고정시키기 위하여, 상기 본체 하우징과 상기 신호 발생기를 둘러싸는 커버부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 정보 입력 장치에서, 상기 신호 발생기 하우징 중 상기 본체 하우징과 접촉하는 일면에는 충전 전류를 공급받기 위한 신호 발생기 접촉 전극이 형성되어 있고, 상기 본체 하우징에는 상기 신호 발생기가 수용되는 제 2 수용부가 형성되어 있으며, 상기 제 2 수용부에는, 상기 신호 발생기 접촉 전극에 대응되는 위치에, 상기 신호 발생기 접촉 전극과 접촉하여 상기 신호 발생기로 충전 전류를 공급하기 위한 신호 발생기 충전 단자가 외부로 돌출 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 정보 입력 장치에서, 상기 신호 발생기 하우징의 일단에는 고정홈이 형성된 캡부가 설치되고, 상기 본체 하우징의 측벽에는 상기 고정홈과 결합되어 상기 신호 발생기를 고정시키는 고정 돌기가 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 정보 입력 장치에서, 상기 신호 발생기 하우징과 상기 본체 하우징은 자기 인력에 의해서 상호 고정될 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 정보 입력 장치에서, 상기 본체부는, 외부로부터 공급되는 충전 전류에 의해서 충전되고, 상기 본체부에 연결된 상기 초음파 수신기 및 상기 신호 발생기로 충전 전류를 공급하는 전원부; 및 상기 본체 하우징에 설치되고, 외부의 전자기기로부터 충전 전류를 공급받아 상기 전원부로 출력하는 충전 접속부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 신호 발생기와 초음파 수신기는 모두 그 내부에 충전이 가능한 배터리를 포함하여 구동되고, 위치 정보 입력이 종료되면 본체부와 결합된다. 본체부는 외부의 전자기기로부터 충전 전류를 공급받아 충전되는 대용량 배터리를 내부에 포함하고, 휴대를 위해서 신호 발생기와 초음파 수신기가 본체부에 결합되면, 대용량 배터리로부터 신호 발생기 및 초음파 수신기로 충전 전류를 공급하여 이들을 충전시킨다.
따라서, 본 발명은 신호 발생기 및 초음파 수신기를 본체부에 결합하여 간편하게 휴대가 가능할 뿐만 아니라, 위치 정보를 입력하지 않을 때에는 본체부에 설치된 대용량 배터리로부터 충전 전류를 공급받아 항상 충전 상태를 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 위치 정보 입력 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따라서 초음파 수신기 및 신호 발생기가 본체부와 결합된 모습을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 초음파 수신기의 구성을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 위치 정보 입력 장치를 이용하여 위치 정보를 입력하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 위치 정보 입력 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제 3 실시예에 따른 위치 정보 입력 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따라서 초음파 수신기 및 신호 발생기가 본체부와 결합된 모습을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 초음파 수신기의 구성을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 위치 정보 입력 장치를 이용하여 위치 정보를 입력하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 위치 정보 입력 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제 3 실시예에 따른 위치 정보 입력 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 정보 입력 장치의 전체 구성을 도시하는 도면이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 초음파 수신기(300) 및 신호 발생기(100)가 본체부(200)와 결합된 모습을 도시하는 도면이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 수신기(300)의 구성을 도시하는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 정보 입력 장치를 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 정보 입력 장치는 초음파 수신기(300), 본체부(200), 및 신호 발생기(100)를 포함하여 구성된다.
먼저, 신호 발생기(100)는 신호 발생기(100)의 위치 정보를 입력할 수 있도록, 초음파 신호와 기준신호를 일정한 시간 주기로 발생시킨다. 신호 발생기(100)는 신호 발생기 하우징(110) 내부에 초음파 발생부(미도시 됨), 기준신호 발생부(120), 배터리(신호 발생기 배터리) 및 신호 발생기 제어부(미도시 됨)가 기본적으로 포함되어 있으며, 사용자들이 필기면위에 실제로 필기를 수행할 수 있도록 내부에 잉크가 채워진 펜심(130)이 더 포함될 수 있다.
또한, 신호 발생기(100)는 본체 하우징(210)에 형성된 거치부(220)에 거치된 상태에서, 본체부(200)에 포함된 대용량 배터리로 구현되는 전원부(260)로부터 충전 전류를 공급받아 내부의 배터리(미도시 됨)를 충전시킬 수 있도록, 거치부(220) 외부로 돌출되도록 설치된 신호 발생기 충전 단자(232)에 접촉하는 위치에 신호 발생기 접촉 전극(160)이 형성되어 있다.
또한, 신호 발생기(100)가 거치부(220)에 거치된 상태에서 고정될 수 있도록 신호 발생기(100)의 캡부(140)에는 고정홈(142)이 형성되어 본체 하우징(210)의 거치부(220) 중 측벽(226)에 대응되는 위치에 형성된 고정 돌기(228)와 결합될 수 있다.
도 1에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예의 신호 발생기 하우징(110)은 그 단면이 삼각형을 갖도록 형성되었으나, 그 단면의 모양은 실시예에 따라서 변형이 가능함은 물론이다.
한편, 본체부(200)는 내부에 대용량 배터리로 구현되는 전원부(260)를 포함하고, 외부 전자기기(예컨대, 충전기 또는 컴퓨터의 USB 전원 등)로부터 충전전류를 공급 받으면 내부의 대용량 배터리가 충전되고, 초음파 수신기(300) 및 신호 발생기(100)가 결합되면, 대용량 배터리에 충전된 전력으로 초음파 수신기(300) 및 신호 발생기(100) 내부의 배터리를 충전시킨다.
본체부(200)는 본체 하우징(210)과 커버부(290)를 포함하여 구성되고, 본체 하우징(210)에는 초음파 수신기(300)가 수용되는 제 1 수용부(240) 및 신호 발생기(100)가 거치되는 거치부(220)가 형성되어 있다. 또한, 본체 하우징(210) 내부에는 대용량 배터리로 구현되는 전원부(260)가 포함되고, 본체 하우징(210)의 외부에는 외부 전자기기와 접속되어 전원부(260)로 충전 전류를 공급하기 위한 충전 접속부(262)가 형성되어 있다.
도 1에 도시된 예에서, 거치부(220)는 본체 하우징(210)의 상부에 형성되고, 단면이 삼각형인 신호 발생기(100)가 거치된 상태에서 전체의 단면이 삼각형이 되도록 형성되었으나, 그 단면의 모양에 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
거치부(220)는 신호 발생기(100)가 놓여지는 메인 거치대(222)와, 신호 발생기(100)의 길이 방향의 이동을 제한하기 위해서 신호 발생기(100)의 캡부(140)와 접촉하는 측벽(226) 및 신호 발생기(100)의 펜심(130)의 말단인 펜팁이 배치되고 그 이동이 제한되는 펜심 거치대(224)를 포함한다.
메인 거치대(222)에는 신호 발생기(100)에 형성된 신호 발생기 접촉 전극(160)과 접촉하여 신호 발생기(100)로 충전 전류를 공급하기 위한 신호 발생기 충전 단자(232)가 접촉 전극(160)에 대응되는 위치에 외부로 돌출되도록 형성되어 있다. 아울러, 측벽(226)에는 거치된 신호 발생기(100)가 고정될 수 있도록, 신호 발생기(100)의 캡부(140)에 형성된 고정 홈(142)과 결합되는 고정 돌기(228)가 형성되어 있다.
한편, 제 1 수용부(240)는 거치부(220)의 아래에 형성되어 있고, 초음파 수신기(300)에 설치된 초음파 수신기 접촉 전극(360)과 접촉하여 초음파 수신기(300)로 충전 전류를 공급하기 위한 초음파 수신기 충전 단자(234)가 접촉 전극(360)에 대응되는 위치에서 외부로 돌출 형성되어 있다.
또한, 제 1 수용부(240)의 내면에는 초음파 수신기 하우징(310)의 양 측면에 형성된 한 쌍의 가이드홈(312)과 결합하여 초음파 수신기 하우징(310)을 제 1 수용부(240) 내부로 가이드하여 고정시키는 한 쌍의 가이드 레일(242)이 형성되어 있다.
한편, 본체부(200)의 커버부(290)는 신호 발생기(100) 및 초음파 수신기(300)가 본체 하우징(210)에서 이탈되는 것을 방지하기 위해서, 도 2에 도시된 바와 같이, 본체 하우징(210)과 본체 하우징(210) 위에 거치된 신호 발생기(100)를 둘러싸도록 본체 하우징(210)에 결합된다. 도 1 및 도 2에 도시된 예에서, 커버부(290)는 삼각뿔 형상의 본체 하우징(210)의 모서리에서 휘어질 수 있도록 합성 수지 또는 합성 피혁으로 제조되고, 그 위에, 본체 하우징(210)의 각 면에 밀착되도록, 비연성 재질의 밀착부재(292)가 대응되는 영역에 부착될 수 있다.
또한, 커버부(290)는 내부에 중공이 있고 단면이 삼각형인 실린더 형상으로 제조되고, 초음파 수신기(300) 및 신호 발생기(100)가 본체 하우징(210)에 결합된 상태에서, 커버부(290)의 개방된 일 면을 통해서 내부로 삽입될 수도 있다.
한편, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 초음파 수신기(300)는 초음파 수신기 하우징(310) 및 초음파 수신기 하우징(310)의 하면에 힌지 결합된 고정부재(340)를 포함한다. 또한, 초음파 수신기 하우징(310) 내부에는 일정한 거리만큼 서로 이격 설치되고, 신호 발생기(100)에서 발생된 초음파 신호를 수신하는 복수의 초음파 수신 센서("초음파 센서(322,324)"라 약칭함)를 포함하는 초음파 수신부(320), 신호 발생기(100)에서 생성된 기준신호를 수신하는 기준신호 수신부(330), 초음파 수신부(320) 및 기준신호 수신부(330)에 초음파 신호 및 기준신호가 수신된 시간을 이용하여, 신호 발생기(100)와 초음파 센서(322,324)간의 거리를 측정하는 위치 측정부(미도시 됨), 및 상기 측정된 거리를 외부의 전자기기(예컨대, PC, 노트북, 타블렛 PC, 스마트폰 등)로 전송하는 통신부(미도시 됨)가 설치된다. 이 때, 3개 이상의 초음파 센서를 이용하여 신호 발생기(100)의 위치를 측정하는 경우에는 기준신호 수신부(330)는 생략될 수 있다.
여기서, 위치 측정부는 거리를 측정하여 거리 데이터만을, 신호 발생기(100)의 위치 정보를 이용하는 외부의 전자기기로 전송할 수도 있고, 거리를 이용하여 신호 발생기(100)의 위치를 계산하여 위치 데이터를 전송할 수도 있다. 이 때, 위치 측정부가 거리 데이터만을 전송하는 경우에는, 외부의 전자기기가 거리 데이터를 이용하여 신호 발생기(100)의 위치를 계산하게 된다.
또한, 통신부는 블루투스, 지그비와 같은 근거리 무선통신 모듈로 구현될 수 있다.
또한, 초음파 수신기 하우징(310)의 하면에는 제 1 자력부재(370)가 설치되고, 고정부재(340)의 제 1 자력부재(370)에 대응되는 위치에는 제 2 자력부재(342)가 설치되며, 제 1 자력부재(370)와 제 2 자력부재(342)는 인력에 의해서 결합하여 초음파 수신기 하우징(310) 하면과 고정부재(340) 사이에, 필기가 수행되는 필기 대상 부재(예컨대, 종이 또는 노트)를 고정시킬 수 있다. 이를 위해서, 제 1 자력부재 및 제 2 자력부재 중 적어도 하나는 자성체로 형성되고, 다른 하나는 자성체 또는 금속판 등으로 형성된다.
도 3을 참조하여, 초음파 수신기(300)가 이용되는 예를 설명하면, 먼저, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 고정부재(340)의 일 면은 초음파 수신기 하우징(310)의 저면과 배면의 경계에 힌지 결합된다. 사용자는 제 1 자력부재(370)와 제 2 자력부재(342)간의 인력에 의해서 고정부재(340)와 초음파 수신기 하우징(310)이 결합된 상태에서 외력을 가하여 제 1 자력부재(370)와 제 2 자력부재(342)를 분리하고, 그 사이에 필기 대상 부재(800)인 종이를 배치한 후, 다시 제 1 자력부재(370)와 제 2 자력부재(342)를 결합하면, 그 사이에 배치된 종이는 제 1 자력부재(370)와 제 2 자력부재(342) 사이에 고정되어 필기가 가능하다(도 3의 (b) 및 (c) 참조).
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위치 정보 입력 장치를 이용하여 위치 정보를 입력하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 4를 더 참조하면, 먼저, 본 발명의 위치 정보 입력 장치의 본체부(200)에 초음파 수신기(300) 및 신호 발생기(100)가 수납된 상태에서, 커버부(290)를 본체 하우징(210)으로부터 분리하고, 본체부(200)의 제 1 수용부(240)로부터 초음파 수신기(300)를 꺼낸다. 그 후, 제 1 자력부재(370)와 제 2 자력부재(342)를 분리하여 고정부재(340)를 초음파 수신기 하우징(310)의 하부로부터 분리한 후, 그 사이에 종이를 끼워 넣고, 고정 부재(340)를 초음파 수신기(300)의 하면에 자력에 의해서 고정시키며, 초음파 수신기(300) 측면에 있는 전원 버튼(350)을 눌러서 초음파 수신기(300)를 구동한다.
그 후, 사용자는 신호 발생기(100)의 펜심(130)을 이용하여 실제로 종이 위에 필기를 수행할 수 있고, 이 때, 신호 발생기(100)는 일정한 시간 주기로 기준신호와 초음파 신호를 발생시킨다.
신호 발생기(100)에서 발생된 기준 신호와 초음파 신호는 초음파 수신기(300)에 설치된 기준신호 수신부(330)와 초음파 센서(322,324)에 각각 수신되고, 초음파 수신기(300)의 위치 측정부는 기준신호가 수신된 시간과, 초음파 신호가 각 초음파 센서(322,324)에 수신된 시간간의 시간차를 이용하여 신호 발생기(100) 초음파 센서(322,324)간의 거리를 측정하여, 통신부를 통해서 외부 전자기기(900)로 전송한다. 외부 전자기(900)는 초음파 수신기(300)로부터 수신된 신호 발생기(100)와 각 초음파 센서(322,324)간의 거리와, 사전에 정의된 초음파 센서(322,324)간의 거리를 이용하여 삼각 측량법에 의해서 신호 발생기(100)의 위치를 측정하여 입력한다. 입력된 위치 정보는 도 4에 도시된 바와 같이, 필기 입력에 이용되어 화면에 표시될 수 있고, 이 외에 마우스 입력 정보로서 활용될 수도 있다.
위치 정보 입력 장치의 이용이 완료되면, 사용자는 초음파 수신기(300)의 측면에 설치된 전원 버튼(350)을 눌러서 초음파 수신기(300)의 동작을 종료하고, 종이를 초음파 수신기(300)로부터 분리하여 고정 부재(340)를 초음파 수신기(300)의 하면에 결합한 후, 본체부(200)의 제 1 수용부(240)에 형성된 가이드 레일(242)과 초음파 수신기(300)에 형성된 가이드홈(312)이 일치되도록 초음파 수신기(300)를 제 1 수용부(240)에 수용시킨다. 그러면, 초음파 수신기 접촉 전극(360)이 제 1 수용부(240)에 형성된 충전 단자(234)와 접촉하여 본체 하우징(210) 내부의 대용량 배터리 전력으로부터 초음파 수신기(300) 내부의 배터리가 충전된다.
그 후, 신호 발생기(100)의 전원을 종료하고, 캡부(140)의 고정홈(142)과 거치부의 측벽(226)에 형성된 고정 돌기(228)가 결합되도록 신호 발생기(100)를 본체 하우징(210)의 거치대에 거치시키면, 신호 발생기 접촉 전극(160)과 거치대에 설치된 충전 단자(232)가 접촉되어 본체 하우징(210) 내부의 대용량 배터리 전력으로 신호 발생기(100) 내부의 배터리가 충전된다.
지금까지 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 초음파 수신기(300) 및 이를 포함하는 위치 정보 입력 장치에 대해서 설명하였다.
본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 초음파 수신기(300) 및 이를 포함하는 위치 정보 입력 장치는 초음파 수신기(300)와 본체부(200)를 결합하고, 신호 발생기(100)를 본체 하우징(210)에 거치할 때, 각각 자성체를 이용한다.
본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 위치 정보 입력 장치의 구성을 도시하는 도 5를 참조하여 구체적으로 설명하면, 상술한 제 1 실시예에서는 초음파 수신기(300)와 본체부(200)를 결합할 때, 초음파 수신기 하우징(310)의 양 측면에 형성된 가이드홈(312)과 본체 하우징(210)에 설치된 가이드 레일(242)을 결합하였으나, 제 2 실시예에서는, 초음파 수신기 하우징(310)의 배면 또는 측면에 제 3 자력부재(370)를 형성하고, 이에 대응되는 본체 하우징(210)의 제 1 수용부(240)의 위치에 제 4 자력부재(270)을 설치함으로써, 자성체에 의한 인력에 의해서 초음파 수신기(300)를 본체부(200)와 결합할 수 있다. 이 때, 제 3 자력부재(370) 및 제 4 자력부재(270) 중 하나는 자성체로 형성되고, 나머지 하나는 자성체 또는 금속판으로 형성될 수 있다.
마찬가지로, 도 5에 도시된 바와 같이, 신호 발생기(100)에 제 5 자력부재(180)를 설치하고, 이에 대응되는 메인 거치대(222)의 위치에 제 6 자력부재(280)를 설치하여 자력에 의해서 신호 발생기(100)를 거치부(220)에 고정시키는 것이 가능하며, 제 1 실시예의 측벽(226)은 생략될 수 있다. 이 때, 제 5 자력부재(180) 및 제 6 자력부재(280) 중 하나는 자성체로 형성되고, 나머지 하나는 자성체 또는 금속판으로 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제 3 실시예에 따른 위치 정보 입력 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 제 3 실시예는 단순히 신호 발생기(100)를 거치하는 것이 아니라, 본체 하우징(210)에 길이 방향으로 제 2 수용부(250)를 형성하고, 제 2 수용부(250)에 신호 발생기(100)를 수용하는 것도 가능하다. 이 경우, 신호 발생기(100)를 고정하기 위한 방안으로는 제 1 실시예에서 적용된 고정홈(142)과 고정 돌기(228)가 이용될 수도 있고, 제 2 실시예에 따른 자력에 의한 고정 방식이 적용될 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.
100 신호 발생기 110 신호 발생기 하우징
120 기준신호 발생부 130 펜심
140 캡부 142 고정홈
160 신호 발생기 접촉 전극 180 제 5 자력부재
200 본체부 210 본체 하우징
220 거치부 222 메인 거치대
224 펜심 거치대 226 측벽
228 고정 돌기 232 신호 발생기 충전 단자
234 수신기 충전 단자 240 제 1 수용부
242 가이드 레일 250 제 2 수용부
260 전원부 262 충전 접속부
270 제 4 자력부재 280 제 6 자력부재
290 커버부 292 밀착 부재
300 초음파 수신기 310 수신기 하우징
312 가이드 홈 320 초음파 수신부
322,324 초음파 센서 330 기준신호 수신부
340 고정부재 342 제 2 자력부재
350 전원 버튼 360 초음파 수신기 접촉 전극
370 제 1 자력부재 800 필기 대상 부재
900 외부 전자기기
120 기준신호 발생부 130 펜심
140 캡부 142 고정홈
160 신호 발생기 접촉 전극 180 제 5 자력부재
200 본체부 210 본체 하우징
220 거치부 222 메인 거치대
224 펜심 거치대 226 측벽
228 고정 돌기 232 신호 발생기 충전 단자
234 수신기 충전 단자 240 제 1 수용부
242 가이드 레일 250 제 2 수용부
260 전원부 262 충전 접속부
270 제 4 자력부재 280 제 6 자력부재
290 커버부 292 밀착 부재
300 초음파 수신기 310 수신기 하우징
312 가이드 홈 320 초음파 수신부
322,324 초음파 센서 330 기준신호 수신부
340 고정부재 342 제 2 자력부재
350 전원 버튼 360 초음파 수신기 접촉 전극
370 제 1 자력부재 800 필기 대상 부재
900 외부 전자기기
Claims (16)
- 사전에 정의된 거리만큼 이격 설치되어 신호 발생기에서 발생된 초음파 신호를 수신하는 복수의 초음파 센서를 포함하는 초음파 수신부;
상기 초음파 수신부를 내부에 수용하고, 하면에 제 1 자력부재가 설치된 초음파 수신기 하우징;
상기 초음파 수신기 하우징의 하부에 힌지 결합되고, 상기 제 1 자력부재에 대응되는 위치에 제 2 자력부재가 설치된 고정부재를 포함하며,
상기 제 1 자력부재와 상기 제 2 자력부재가 자기 인력에 의해서 결합하여 상기 초음파 수신기 하우징과 상기 고정부재 사이에, 필기가 수행되는 필기 대상 부재를 고정시키는 것을 특징으로 하는 초음파 수신기. - 제 1 항에 있어서,
상기 초음파 수신부에서 수신된 초음파 신호를 이용하여, 상기 신호 발생기와 상기 초음파 센서들까지의 거리를 각각 측정하는 거리 측정부; 및
상기 거리 측정부에서 측정된 각 거리를 전송하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 수신기. - 제 1 항에 있어서,
상기 초음파 수신부에서 수신된 초음파 신호를 이용하여, 상기 신호 발생기의 위치를 측정하는 위치 측정부; 및
상기 위치 측정부에서 측정된 상기 신호 발생기의 위치 정보를 전송하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 수신기. - 제 1 항에 있어서,
외부의 충전 전류에 의해서 충전이 가능하고, 상기 초음파 수신기에 전원을 공급하는 배터리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 수신기.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항의 초음파 수신기; 및
상기 초음파 수신기와 결합되는 본체 하우징을 포함하는 본체부를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 정보 입력 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 초음파 수신기 하우징 중 상기 본체 하우징과 접촉하는 일면에는 충전 전류를 공급받기 위한 초음파 수신기 접촉 전극이 형성되고,
상기 본체 하우징에는 상기 초음파 수신기 접촉 전극에 대응되는 위치에, 상기 초음파 수신기 접촉 전극과 접촉하여 상기 초음파 수신기로 충전 전류를 공급하기 위한 초음파 수신기 충전 단자가 외부로 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 위치 정보 입력 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 초음파 수신기 하우징의 외면에는 한 쌍의 가이드 홈이 형성되어 있고,
상기 본체 하우징에는 상기 초음파 수신기가 수용되는 제 1 수용부가 형성되며, 상기 제 1 수용부의 내면에는 상기 가이드 홈과 결합하여 상기 초음파 수신기 하우징을 내부로 가이드하여 고정시키는 한 쌍의 가이드 레일이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 정보 입력 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 초음파 수신기 하우징과 상기 본체 하우징은 자기 인력에 의해서 상호 결합되어 고정되는 것을 특징으로 하는 위치 정보 입력 장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 본체 하우징에는 상기 초음파 수신기가 수용되는 제 1 수용부가 형성되고,
상기 초음파 수신기 하우징의 상기 제 1 수용부에 접촉하는 일 면에는 제 3 자력부재가 설치되어 있고,
상기 제 1 수용부의 상기 제 3 자력부재에 대응되는 위치에 제 4 자력부재가 설치되어,
상기 제 3 자력부재와 상기 제 4 자력부재가 자기 인력에 의해서 결합하여 상기 초음파 수신기 하우징이 상기 제 1 수용부에 수용된 상태에서 고정되는 것을 특징으로 하는 위치 정보 입력 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 위치 정보 입력 장치는 상기 본체부와 결합하는 상기 신호 발생기를 더 포함하고,
상기 신호 발생기는
초음파 신호를 발생시키는 초음파 생성부,
외부의 충전 전류에 의해서 충전이 가능하고, 상기 신호 발생기에 전원을 공급하는 배터리, 및
상기 초음파 생성부 및 상기 배터리를 내부에 수용하는 신호 발생기 하우징을 포함하며,
상기 신호 발생기는 상기 본체부와 결합하여 본체부로부터 충전 전류를 공급받아 상기 배터리가 충전되는 것을 특징으로 하는 위치 정보 입력 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 신호 발생기 하우징 중 상기 본체 하우징과 접촉하는 일면에는 충전 전류를 공급받기 위한 신호 발생기 접촉 전극이 형성되어 있고,
상기 본체 하우징에는 상기 신호 발생기가 거치되는 거치부가 형성되어 있으며, 상기 거치부에는, 상기 신호 발생기 접촉 전극에 대응되는 위치에, 상기 신호 발생기 접촉 전극과 접촉하여 상기 신호 발생기로 충전 전류를 공급하기 위한 신호 발생기 충전 단자가 외부로 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 위치 정보 입력 장치. - 제 11 항에 있어서, 상기 본체부는
상기 거치부에 거치된 상기 신호 발생기를 고정시키기 위하여, 상기 본체 하우징과 상기 신호 발생기를 둘러싸는 커버부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 정보 입력 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 신호 발생기 하우징 중 상기 본체 하우징과 접촉하는 일면에는 충전 전류를 공급받기 위한 신호 발생기 접촉 전극이 형성되어 있고,
상기 본체 하우징에는 상기 신호 발생기가 수용되는 제 2 수용부가 형성되어 있으며, 상기 제 2 수용부에는, 상기 신호 발생기 접촉 전극에 대응되는 위치에, 상기 신호 발생기 접촉 전극과 접촉하여 상기 신호 발생기로 충전 전류를 공급하기 위한 신호 발생기 충전 단자가 외부로 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 위치 정보 입력 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 신호 발생기 하우징의 일단에는 고정홈이 형성된 캡부가 설치되고,
상기 본체 하우징의 측벽에는 상기 고정홈과 결합되어 상기 신호 발생기를 고정시키는 고정 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 위치 정보 입력 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 신호 발생기 하우징과 상기 본체 하우징은 자기 인력에 의해서 상호 고정되는 것을 특징으로 하는 위치 정보 입력 장치. - 제 5 항에 있어서, 상기 본체부는
외부로부터 공급되는 충전 전류에 의해서 충전되고, 상기 본체부에 연결된 상기 초음파 수신기 및 상기 신호 발생기로 충전 전류를 공급하는 전원부; 및
상기 본체 하우징에 설치되고, 외부의 전자기기로부터 충전 전류를 공급받아 상기 전원부로 출력하는 충전 접속부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 정보 입력 장치.
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