KR101630658B1 - 스타일러스 펜의 기울기 정보를 이용하여 지우개 기능을 구현하는 디지타이저 시스템 - Google Patents

스타일러스 펜의 기울기 정보를 이용하여 지우개 기능을 구현하는 디지타이저 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디지타이저 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스타일러스 펜의 기울기 정보를 이용하여 스타일러스 펜의 지우개 기능을 구현하는 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 일면에 따른 스타일러스 펜의 기울기 정보를 이용하여 지우개 기능을 구현하는 디지타이저 시스템은 하우징 내에 배치되고, 주변으로 자기장을 발생시키는 자성체를 포함하는 스타일러스 펜과, 터치스크린을 포함하는 장치의 기설정된 구역에 배치되고, 스타일러스 펜의 3차원 자기장 정보를 측정하여, 스타일러스 펜의 3차원 위치, 기울어진 각도 및 기울어진 방향에 대한 3차원 상태값을 산출하는 복수 개의 센서 및 산출된 3차원 상태값에 따라 스타일러스 펜을 필기 모드 또는 지우개 모드로 결정하는 명령 신호를 전송하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

스타일러스 펜의 기울기 정보를 이용하여 지우개 기능을 구현하는 디지타이저 시스템{DIGITIZER SYSTEM FOR IMPLEMENTING A ERASING FUNCTION USING GRADIENT OF STYLUS PEN}
본 발명은 디지타이저 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스타일러스 펜의 기울기 정보를 이용하여 스타일러스 펜의 지우개 기능을 구현하는 시스템에 관한 것이다.
디지타이저(Digitizer)는 디스플레이 기기에 사용되는 입력 장치의 한 종류로서, 매트릭스 형태의 전극 구조를 포함하고, 사용자가 펜 또는 커서를 움직이면 매트릭스 상의 X, Y 좌표를 읽어 입력 장치의 위치 신호를 전달하고, 그에 해당되는 명령을 수행하는 장치이다.
디지타이저는 광의적으로 터치패널 또는 태블릿이라고도 불리며, 투명전극 층이 코팅되어 있는 두 장의 기판을 Dot Spacer를 사이에 두고 상호 마주보도록 합착시켜, 손가락이나 펜에 의해 상부 기판을 접촉할 시 위치 검출을 위한 신호가 인가되는 저항막 방식과, 표면파 발생의 트랜스듀서를 응용한 압전소자를 이용하는 초음파 반사 방식, 전자기파를 발생하는 패턴층 위에서 전자기파를 공명 흡수하는 코일을 이용하는 전자기공명 방식 및 사람의 몸에 있는 정전용량을 이용하여 전류의 양이 변경된 부분을 인식하여 위치를 검출하는 정전 용량 방식 등에 따라 구현된다.
종래 기술에 따른 스타일러스 펜을 포함한 디지타이저 제품은 펜 팁의 접촉 여부 및 접촉 위치점을 파악하는 기술에 대하여 개시하고 있을 뿐, 스타일러스 펜의 기울기를 인식하지 못하여, 스타일러스 펜의 팁이 터치 스크린 상에 동일 지점(P1)에 접촉되면, 기울기와는 상관 없이 같은 위치 정보만을 측정하는 한계가 있다.
본 발명의 목적은 스타일러스 펜의 기울기 정보를 산출하고, 이를 이용하여 스타일러스 펜의 모드를 변환함으로써, 스타일러스 펜팁의 타단에 배치되는 지우개 파트를 이용한 지우개 기능을 지원하는 디지타이저 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명의 일면에 따른 스타일러스 펜의 기울기 정보를 이용하여 지우개 기능을 구현하는 디지타이저 시스템은 하우징 내에 배치되고, 주변으로 자기장을 발생시키는 자성체를 포함하는 스타일러스 펜과, 터치스크린을 포함하는 장치의 기설정된 구역에 배치되고, 스타일러스 펜의 3차원 자기장 정보를 측정하여, 스타일러스 펜의 3차원 위치, 기울어진 각도 및 기울어진 방향에 대한 3차원 상태값을 산출하는 복수 개의 센서 및 산출된 3차원 상태값에 따라 스타일러스 펜을 필기 모드 또는 지우개 모드로 결정하는 명령 신호를 전송하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 스타일러스 펜의 기울기 정보를 이용하여 지우개 기능을 구현하는 디지타이저 시스템은 스타일러스 펜이 터치스크린과 이루는 각도를 측정함으로써, 터치 스크린에 대하여 스타일러스 펜의 펜팁이 닿는 필기 모드 인지, 스타일러스 펜의 지우개 파트가 닿는 지우개 모드 인지를 판별하에 그에 따른 기능을 구현하고, 기울기 정보를 이용하여 지우개 라인 영역의 굵기를 조정함으로써, 사용자에게 직관적이고 사용자 의도에 부합하는 지우개 기능을 제공하는 것이 가능한 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스타일러스 펜의 기울기 정보를 이용하여 지우개 기능을 구현하는 디지타이저 시스템을 나타내는 전체 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스타일러스 펜에 의하여 형성되는 자력선 및 등자력선을 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스타일러스 펜의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스타일러스 펜의 기울어진 각도 및 방위각을 측정하는 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 필기 모드 및 지우개 모드의 스타일러스 펜의 터치 상황을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 필기 모드 및 지우개 모드의 벡터가 가리키는 방향을 나타내는 예시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 스타일러스 펜의 기울기에 따라 변동되는 지우개 라인 두께의 변화를 나타내는 예시도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 지우개 라인 두께의 변화를 나타내는 도면이다.
본 발명의 전술한 목적 및 그 이외의 목적과 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 이하의 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 목적, 구성 및 효과를 용이하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐으로서, 본 발명의 권리범위는 청구항의 기재에 의해 정의된다.
한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가됨을 배제하지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스타일러스 펜의 기울기 정보를 이용하여 지우개 기능을 구현하는 디지타이저 시스템을 나타내는 전체 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스타일러스 펜에 의하여 형성되는 자력선 및 등자력선을 나타내는 개념도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 자성체(110)를 내장하는 스타일러스 펜(100)은 양 끝으로 자력선(108)을 형성하고, 등자력선(107)이 형성된다.
본 발명의 실시예에 따른 스타일러스 펜의 기울기 정보를 이용하여 지우개 기능을 구현하는 디지타이저 시스템은 하우징 내에 배치되고, 주변으로 자기장을 발생시키는 자성체(110)를 포함하는 스타일러스 펜(100)과, 터치스크린(210)을 포함하는 장치(200)의 기설정된 구역(터치스크린 패널의 가장자리 또는 하단)에 배치되고, 스타일러스 펜(100)의 3차원 자기장 정보를 측정하여, 스타일러스 펜(100)의 3차원 위치, 기울어진 각도 및 기울어진 방향에 대한 3차원 상태값을 산출하는 복수 개의 센서(220) 및 산출된 3차원 상태값에 따라 스타일러스 펜(100)에 의한 입력을 필기 모드 또는 지우개 모드로 결정하는 명령 신호를 전송하는 제어부를 포함하여 구성된다.
본 발명의 실시예에 따른 스타일러스 펜(100)은 하우징 내에 배치되는 자성체(110)를 포함하되, 자성체(110)는 네오디뮴 합금, 철 합금, 사마륨 합금, 코발트 합금, 백금 합금, 망간 합금, 비스무스 합금, 바륨 합금 및 니켈 합금 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 스타일러스 펜(100)의 일단은 스타일러스 펜팁(120)을 구성하고, 타단은 지우개 파트(130)를 형성한다.
스타일러스 펜팁(120) 및 지우개 파트(130)는 도전체로 형성되어, 터치스크린(210)과 접촉하는 경우 그 입력 신호를 전달하게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 센서(220)는 스타일러스 펜(100)에 포함되는 자성체(110)에 의하여 발생되는 3차원 출력신호를 감지하여, 스타일러스 펜(100)의 중심을 관통하는 가상의 선이 이루는 기울기 값을 측정하여 스타일러스 펜(100)이 기울어진 각도를 산출하며, 이는 도 4에 도시된 바와 같다.
즉, 스타일러스 펜(100)이 터치스크린(210 화면과 이루는 각도는 도 4에 도시된 바와 같이, z축과 이루는 θ값(기울어진 각도)과, x, y 평면상에서 어느 쪽으로 기울어졌는지를 나타내는 방위각(azimuth)인 φ값으로 표현되는데, 본 발명의 실시예에 따른 제어부는 터치스크린(210) 및 지우개 파트(130)가 접촉되는 부위의 길이 정보를 획득하고, 센서(220)가 측정한 스타일러스 펜(100)의 방위각 및 스타일러스 펜(100)의 위치 변화를 고려하여 지워지는 영역의 굵기를 조정하게 된다. 이에 대하여는 후술하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 필기 모드 및 지우개 모드의 스타일러스 펜의 터치 상황을 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 제어부는 센서(220)가 감지한 기울기 값을 통하여 터치스크린(210)을 기준으로 스타일러스 펜팁(120)이 지우개 파트(130)보다 낮은 위치에 있는 것으로 인식한 경우(a), 스타일러스 펜(100)의 입력을 필기 모드로 제어한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 제어부는 터치스크린(210)을 기준으로 스타일러 펜팁(120)이 지우개 파트(130)보다 높은 위치에 있는 경우(b), 스타일러스 펜(100)의 입력을 지우개 모드로 제어한다.
본 발명의 실시예에 따른 자성체(110)는 긱 막대자석으로, 극성을 가지게 되므로, 스타일러스 펜팁(120)을 터치스크린(210)에 접촉하여 쓰는 경우와, 지우개 파트(130)를 터치스크린(210)에 접촉하여 지우는 경우, 자기장의 극성이 180도 뒤집히는 현상이 나타난다.
즉, 본 발명의 실시예에 따르면, 스타일러스 펜팁(120)이 터치스크린(210)을 향하는지, 아니면 반대를 향하는지를 인식하게 된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 필기 모드 및 지우개 모드의 벡터가 가리키는 방향을 나타내는 예시도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 필기 모드인 경우와 지우개 모드인 경우, 각 센서(220)에서 측정되는 3차원 벡터값을 평면상에 2차원으로 투영하게 되면, 그 벡터가 가리키는 방향이 서로 상반되게 된다.
본 발명에서는 이러한 차이를 인지하여, 필기 모드인지 또는 지우개 모드로 동작시켜야 할 것인지 여부를 판단하게 된다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 스타일러스 펜의 기울기에 따라 변동되는 지우개 라인 두께의 변화를 나타내는 예시도이고, 도 8및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 지우개 라인 두께의 변화를 나타내는 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 스타일러스 펜의 기울기 정도에 따라, 터치스크린에 대하여 지우기 명령이 실행되는 지우개 라인 두께의 변화가 발생하게 된다.
지우개 모드에서 스타일러스 펜(100)의 기울기가 많이 기울여질 수록, 지우개 라인 두께는 두꺼워지도록 제어된다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 스타일러스 펜(100)의 이동 방향에 따른 지우개 라인 두께의 상태를 나타내는 예시도로서, 도 8에 도시한 오른쪽으로 기울여진 스타일러스 펜(100)을, 터치 스크린(210) 면에 닿는 지우개 파트(130)을 기준으로 보면, 이를 도 8에 도시한 바와 같이 좌표 상에서 일정 길이를 가지는 단위 막대(112)로 표현할 수 있다.
즉, 스타일러스 펜(110)이 오른쪽으로 기울여진 경우, 단위 막대(112)는 좌표계 중심에서 오른쪽으로 형성된 막대가 되며, 도 8의 화살표는 스타일러스 펜의 진행 방향을 나타낸다.
지우개 파트(130)가 터치스크린(210) 상에 접촉된 상태로 이동함에 따라, 도전체인 지우개 파트(130)에 의하여 입력되는 선은 오른쪽 방향으로 가는 경우(112b로 도시함) 가장 가늘게 형성되고, 상하 방향으로 이동하는 경우(112c로 도시함)에 가장 굵은 선을 형성하게 된다.
또한, 비스듬한 기울기로 이동하는 경우(112a로 도시함)에는, 기울어진 각도와 연동한 굵기로 그 지우개 라인의 두께가 형성된다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 스타일러스 펜의 이동 방향에 따른 지우개 라인 두께에 대한 연산을 나타내는 예시도이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 터치스크린(210)에 대한 스타일러스 펜(100)의 기울기 정보를 산출하고, 이를 이용하여 지우개 모드로 변환할 뿐 아니라, 스타일러스 펜(100)의 진행 방향에 따라 지우개 라인 두께를 조절하는 것이 가능하다.
즉, 스타일러스 펜의 기울어진 정도인 θ 및 기울어진 방위각 φ이 산출됨에 따라, θ를 이용하여 지우개 파트(130)가 터치스크린(210)에 닿는 면적(112)을 모사하고, φ 값과 스타일러스 펜의 진행 방향을 이용하여 프로젝션한 값으로 지우개 라인의 두께를 계산하면, 스타일러스 펜(100)의 기울기 정보를 이용하여 다양한 굵기(T)의 지우개 라인을 구현하는 것이 가능하다.
스타일러스 펜(110)이 기울여진 상태로 터치스크린(210)의 상면에 접촉되는 경우, 터치스크린(210) 상에 접촉된 지우개 파트(130)의 위치가 출력되고, 이를 통하여 지우개 파트(130)의 위치를 인식하는 것이 가능하다.
본 발명의 실시예에 따른 제어부는 센서(220)가 측정한 기울어진 정도 θ를 이용하여 터치스크린(210)과 접촉되는 스타일러스 펜의 지우개 파트(130)의 길이 정보(L)를 획득하고, 방위각 φ 및 스타일러스 펜의 진행 방향을 고려하여 선 굵기(T)를 조절한다.
이 때, 제어부는 지우개 라인 두께 (T)를 조절하는데, 터치스크린(210) 상에는 스타일러스 펜의 기울기 정보 및 진행 방향 정보에 따라, 상이한 지우개 라인 두께가 구현된다.
스타일러스 펜의 기울기 θ가 커질수록, 스타일러스 펜(100)은 터치스크린(210)에 가깝게 기울여지므로, 지우개 파트(130)가 터치스크린(210)에 닿는 길이(L)가 길어지게 된다.
이 때, 지우개 파트(130)가 기울어진 상태로 터치스크린(210)에 닿는 경우, 지우개 파트(130)가 터치스크린(210)에 닿는 길이 L은 응용 프로그램 상에서 펜의 종류에 따른 옵션 등으로 사용자의 선택 또는 지정이 가능하도록 구성된다.
도 9에 도시된 바와 같이, 스타일러스 펜이 터치스크린 상에서 오른쪽으로, 즉 방위각 φ가 0인 방향으로 진행되는 경우, 그 선 굵기 T0는 아래 [수식 1]과 같이 연산된다.
[수식 1]
Figure 112015111302648-pat00001
스타일러스 펜(100)이 터치스크린 상에서 아래쪽으로, 즉 방위각 φ가 -90도인 방향으로 펜이 진행되면, 그 선 굵기 T-90은 아래 [수식 2]와 같이 연산된다.
[수식 2]
Figure 112015111302648-pat00002
스타일러스 펜(100)이 방위각 φ1인 방향으로 진행되면, 그 선 굵기 T φ1은 아래 [수식 3]과 같이 연산된다.
[수식 3]
Figure 112015111302648-pat00003
즉, 본 발명의 실시예에 따르면, 스타일러스 펜(100)의 기울기 θ 및 기울어진 방위각 φ을 이용하여, 스타일러스 펜의 지우개 파트(130)가 터치스크린(210)에 닿는 면적을 구할 수 있고, 진행 방향에 따라 지우개 라인의 두께를 조절하여, 실제 사용자에게 직관적이고 사용자 의도에 부합하는 지우개 모드 기능을 제공하는 효과가 있다.
이제까지 본 발명의 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: 스타일러스 펜 110: 자성체
120: 스타일러스 펜팁 130: 지우개 파트
200: 장치 210: 터치스크린
220: 센서

Claims (7)

  1. 일단이 스타일러스 펜팁을 구성하고 타단은 지우개 파트를 형성하는 하우징 내에 배치되고, 주변으로 자기장을 발생시키는 자성체를 포함하는 스타일러스 펜;
    터치스크린을 포함하는 장치의 기설정된 구역에 배치되고, 상기 스타일러스 펜의 3차원 자기장 정보를 측정하여, 상기 스타일러스 펜의 3차원 위치, 기울어진 각도 및 기울어진 방향에 대한 3차원 상태값을 산출하는 복수 개의 센서; 및
    상기 산출된 3차원 상태값에 따라 상기 스타일러스 펜을 필기 모드 또는 지우개 모드로 결정하는 명령 신호를 전송하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 센서가 감지한 기울기 값을 통하여 상기 터치스크린을 기준으로 상기 스타일러스 펜팁이 상기 지우개 파트보다 낮은 위치에 있는 것으로 인식한 경우, 상기 스타일러스 펜의 모드를 필기 모드로 제어하고, 상기 터치스크린을 기준으로 상기 스타일러스 펜팁이 상기 지우개 파트보다 높은 위치에 있는 경우, 상기 스타일러스 펜의 모드를 지우개 모드로 제어하고,
    상기 제어부는 상기 지우개 모드인 경우, 상기 센서가 측정한 기울기 값을 통하여, 상기 스타일러스 펜의 이동에 대하여 상기 터치 스크린 영역에서 필기가 지워지는 영역의 굵기를 조정하되, 상기 터치 스크린 및 지우개 파트가 접촉되는 부위의 길이 정보를 획득하고, 상기 센서가 측정한 상기 스타일러스 펜의 방위각 및 상기 스타일러스 펜의 위치 변화를 고려하여 상기 지워지는 영역의 굵기를 조정하는 것
    인 스타일러스 펜의 기울기 정보를 이용하여 지우개 기능을 구현하는 디지타이저 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자성체는 네오디뮴 합금, 철 합금, 사마륨 합금, 코발트 합금, 백금 합금, 망간 합금, 비스무스 합금, 바륨 합금 및 니켈 합금 중 어느 하나인 것
    인 스타일러스 펜의 기울기 정보를 이용하여 지우개 기능을 구현하는 디지타이저 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 센서는 상기 스타일러스 펜에 포함되는 자성체에 의하여 발생되는 3차원 출력신호를 감지하여, 상기 스타일러스 펜의 중심을 관통하는 가상의 선이 이루는 기울기 값을 측정하여 상기 기울어진 각도를 산출하는 것
    인 스타일러스 펜의 기울기 정보를 이용하여 지우개 기능을 구현하는 디지타이저 시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
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KR1020150160339A KR101630658B1 (ko) 2015-11-16 2015-11-16 스타일러스 펜의 기울기 정보를 이용하여 지우개 기능을 구현하는 디지타이저 시스템

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