KR102134891B1 - 필기도구 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 사용자의 사용 시간을 누적하여 관리하는 필기도구는, 상기 사용자의 신체의 적어도 일부와 상기 필기도구 사이의 정전 용량을 생성하는 적어도 하나의 전극; 3차원 공간 상에서, 적어도 하나의 기준 방향으로의 상기 필기도구의 가속도를 측정하는 가속도 센서; 및 상기 정전 용량 및 상기 가속도 중 적어도 하나에 기초하여 상기 필기도구의 사용시간을 갱신하는 프로세서;를 포함할 수 있다.

Description

필기도구{Writing Utensil}
본 발명은 필기도구에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 사용자의 사용 시간을 누적하여 관리하는 필기도구에 관한 것이다.
오늘날 학습 성취의 정도를 판단하기 위해 다양한 방법들이 사용되고 있으며, 그 중 학습 시간을 측정하는 방법이 보편적으로 사용되고 있다.
그러나 학습 시간을 측정하는 방법은 사용자가 단순히 책상에 앉아 있었던 시간을 학습 시간으로 판단하므로, 학습 시간이 학습 성취의 정도를 제대로 반영하지 못하는 문제점이 있었고, 이러한 문제점을 해결하기 위해 다양한 종래기술들이 제안되었다.
공개특허 10-2015-0025661은 뇌파를 이용하여 졸음 정도 및 집중 정도를 판단함으로써 학습 성취의 정도를 측정하고 판단하는 방법을 제안한다. 그러한 이러한 방법은 머리에 뇌파 측정을 위한 전극의 부착이 필수적이므로, 측정을 위해 사용자가 장비를 착용하는 것이 번거로울 뿐만 아니라, 작용된 장비가 사용자를 불편하게 하여 오히려 집중력을 저하시키는 문제점이 있다.
한편 공개실용 20-2006-0000077은 학습시간 확인기능을 갖춘 시계장치를 이용하여 학습 목표시간을 설정하고, 학습 시작 및 종료 등을 설정하는 버튼 조작을 통하여 학습시간을 측정하게 하는 방법을 제안한다. 그러나 이러한 방법은 전술한 문제점과 같이 학습 시간이 학습 성취의 정도를 제대로 반영하지 못하는 문제점이 있다.
공개특허 10-2015-0021274은 학습자의 영상, 음성 등의 자료를 수집하고, 사전에 등록되는 학습시간계획, 이동경로 설정계획, 학습장소 등의 생활계획표를 인공지능으로 분석하여 학습시간을 분석하는 방법을 제안한다. 그러나 이러한 방법은 사용자가 고가의 장비를 구비할 것을 요구 하고, 사용자의 학습 장면을 촬영하므로 사생활 침해 우려가 있으며, 나아가 사용자에게 감시 받고 있다는 심리적 압박감을 주는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 사용자가 실제로 학습한 시간을 정확하게 측정하고자 한다.
본 발명은 시작 버튼, 종료 버튼 등의 번거로운 조작 없이 사용자의 필기도구의 사용에 따라 자동으로 학습 시간을 측정하여 관리하고자 한다.
본 발명은 필기도구에 학습에 필요한 데이터가 표시되도록 함으로써, 부수적 학습 효과가 발생하도록 하고자 한다.
본 발명은 사용자가 별도의 휴대폰 등을 확인하지 않아도, 사용자가 설정한 타이머에 따른 알람을 직관적으로 인지할 수 있도록 하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 사용자의 사용 시간을 누적하여 관리하는 필기도구는, 상기 사용자의 신체의 적어도 일부와 상기 필기도구 사이의 정전 용량을 생성하는 적어도 하나의 전극; 3차원 공간 상에서, 적어도 하나의 기준 방향으로의 상기 필기도구의 가속도를 측정하는 가속도 센서; 및 상기 정전 용량 및 상기 가속도 중 적어도 하나에 기초하여 상기 필기도구의 사용시간을 갱신하는 프로세서;를 포함할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 정전 용량이 제1 임계 정전 용량 이상이고, 상기 필기도구가 연장되는 방향으로의 가속도가 제1 임계 가속도 이상인 경우 상기 필기도구가 사용중인 것으로 판단하고, 상기 사용시간을 증가시킬 수 있다.
상기 프로세서는 상기 정전 용량이 제1 임계 정전 용량 미만이고, 상기 정전 용량이 제2 임계 정전 용량 이상이고, 소정의 시구간 내에서, 상기 적어도 하나의 기준방향 중 적어도 하나의 방향으로의 가속도의 변화량이 제1 임계 가속도 변화량 이상인 경우, 상기 필기도구가 사용중인 것으로 판단하고, 상기 사용시간을 증가시킬 수 있다. 이때 상기 제1 임계 정전 용량은 상기 제2 임계 정전 용량보다 클 수 있다.
상기 프로세서는 상기 정전 용량이 제2 임계 정전 용량 미만이고, 소정의 시구간 내에서, 상기 적어도 하나의 기준방향 중 적어도 하나의 방향으로의 가속도의 변화량이 제1 임계 가속도 변화량 미만인 경우, 상기 필기도구가 미사용중인 것으로 판단하고, 상기 사용시간의 증가를 중단할 수 있다.
상기 적어도 하나의 전극은 두 개의 전극을 포함하는 전극 세트를 포함하고, 상기 전극 세트에 포함되는 상기 두 개의 전극은 상기 필기도구가 연장되는 방향으로 이격되어 배치될 수 있다.
또한 상기 적어도 하나의 전극은 복수의 전극 세트를 포함하고, 상기 복수의 전극 세트 각각은 상기 필기도구의 중심축을 중심으로 원주상에 이격되어 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 필기도구는 외부장치와 데이터를 송수신하는 통신부; 상기 외부장치로부터 수신한 데이터의 적어도 일부를 저장하는 메모리; 및 상기 외부장치로부터 수신하거나 상기 메모리에 저장된 데이터를 표시하는 디스플레이부;를 더 포함할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 복수의 전극 세트 중 어느 하나의 전극세트의 정전 용량의 변화 패턴이 기 설정된 변화 패턴과 대응되는 경우, 상기 디스플레이부에 표시되는 데이터를 상기 변화 패턴에 대응되도록 변경할 수 있다.
상기 어느 하나의 전극세트는 제1 전극과 제2 전극을 포함하고, 상기 변화 패턴은 상기 사용자가 신체 접촉을 제1 전극에서 제2 전극으로 이동함에 따라 상기 제1 전극의 정전 용량이 감소하면서, 상기 제2 전극의 정전 용량이 증가하는 패턴일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 필기도구는, 상기 프로세서의 제어에 따라 상기 필기도구에 진동을 발생시키는 진동부;를 더 포함할 수 있다. 이때 상기 통신부는 상기 사용자가 상기 외부장치에 설정한 타이머의 완료에 대응되는 신호를 수신하여 상기 프로세서에 전달하고, 상기 프로세서는 상기 타이머의 완료에 대응되는 신호에 기초하여 상기 진동부를 동작시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 사용자 신체의 적어도 일부와 필기도구 사이의 정전 용량 및 필기도구의 공간상에서의 가속도를 이용하여 사용자가 실제로 학습한 시간을 정확하게 측정할 수 있다.
또한 시작 버튼, 종료 버튼 등에 대한 번거로운 조작 없이, 사용자의 필기도구의 사용에 따라 자동으로 학습 시간을 측정하여 관리할 수 있다.
또한 필기도구에 학습에 필요한 데이터를 표시하여, 부수적 학습 효과가 발생하도록 할 수 있다.
또한 사용자가 별도의 휴대폰 등을 확인하지 않아도, 사용자가 설정한 타이머에 따른 알람을 직관적으로 인지할 수 있도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 필기도구(10)의 구성을 간략하게 도시한 도면이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 필기도구(10)의 외형을 도시한 도면이다.
도 2b는 도 2a의 I-I단면을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 사용자의 신체의 적어도 일부와 필기도구(10) 사이에 생성되는 정전 용량을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 필기도구(10)가 사용되는 일반적인 상황에서, 필기도구(10)에 작용하는 가속도를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(130)가 필기도구(10)의 사용시간을 갱신하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(130)가 적어도 하나의 전극(110)을 사용자의 입력을 획득하는 수단으로써 사용하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 형태는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 필기도구(10)의 구성을 간략하게 도시한 도면이다. 도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 필기도구(10)의 외형을 도시한 도면이다. 도 2b는 도 2a의 I-I단면을 개략적으로 도시한 단면도이다. 이하에서는 도 1 내지 도 2b를 함께 참조하여 설명한다.
본 발명에서 '필기도구(10)'는 사용자의 신체 움직임에 따라 문자 및 도형 등을 그리기 위한 도구를 의미할 수 있다. 가령 필기도구(10)는 종이와 같은 표면 위에 글씨를 쓰기 위한 도구를 의미할 수도 있고, 스마트폰이나 태블릿 PC 등과 같은 필기 인식이 가능한 디바이스상에 글씨를 쓰거나 그림을 그리기 위한 도구를 의미할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 필기도구(10)는 사용자의 사용 시간을 누적하여 관리할 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따른 필기도구(10)는 사용자의 조작에 따라 필기도구(10)의 디스플레이부(140)에 표시되는 데이터를 변경하여 표시할 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따른 필기도구(10)는 외부장치로부터 수신된 타이머 완료 신호에 대응하여 소정의 알람을 발생시킬 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 필기도구(10)는 사용자의 신체의 적어도 일부와 필기도구(10) 사이의 정전 용량을 형성하는 적어도 하나의 전극(110), 3차원 공간 상에서 적어도 하나의 기준 방향으로의 필기도구(10)의 가속도를 측정하는 가속도 센서(120), 측정된 정전 용량 및 가속도 중 적어도 하나에 기초하여 필기도구(10)의 사용시간을 갱신하는 프로세서(130), 외부장치와 데이터를 송수신하는 통신부(미도시), 외부장치로부터 수신한 데이터의 적어도 일부를 저장하는 메모리(미도시), 외부장치로부터 수신하거나 메모리(미도시)에 저장된 데이터를 표시하는 디스플레이부(140), 적어도 하나의 전극(110)이 사용자의 신체와 형성한 정전 용량을 측정하는 정전 용량 측정부(150), 프로세서(130)의 제어에 따라 필기도구(10)에 진동을 발생시키는 진동부(160) 및 외부장치와 연결을 위한 연결 포트(170)를 포함할 수 있다.
또한 도면에는 도시되지 않았지만, 필기도구(10)는 연결 포트(170)에 연결된 에너지 공급 장치와 같은 외부장치로부터 에너지를 공급 받아 저장하기 위한 전원부(미도시)와 사용자의 동작을 감지하기 위한 센서부(미도시)등을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 적어도 하나의 전극(110)은 도 3에 도시된 바와 같이 사용자의 신체의 적어도 일부와 필기도구(10) 사이의 정전 용량을 형성할 수 있다. 가령 전극(111A)은 도시된 바와 같이 필기도구(10)의 파지시 사용자의 손가락들이 접촉되는 부위의 내측에 배치되어, 사용자의 손가락(210)과 정전 용량을 형성할 수 있다. 이때 전극(111A)과 손가락(210) 사이의 정전 용량은 손가락(210)의 접촉 면적(A)에 비례하고, 손가락(210)과 전극(111A) 사이의 간격(d)에 반비례 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 적어도 하나의 전극(110)은 두 개의 전극을 포함하는 전극 세트를 포함할 수 있다. 가령 적어도 하나의 전극(110)은 제1 전극(111A)과 제2 전극(112A)을 포함하는 첫 번째 전극 세트(110A)와 제1 전극(111B)과 제2 전극(112B)을 포함하는 두 번째 전극 세트(110B)를 포함할 수 있다.
이때 적어도 하나의 전극(110)에 포함되는 전극 세트는 복수일 수 있다. 가령 본 발명의 일 실시예에 따른 적어도 하나의 전극(110)은 도 2b에 도시된 바와 같이 필기도구(10)의 중심축을 중심으로 원주상에 이격 되어 배치되는 네 개의 전극 세트를 포함할 수 있다.
다만 전술한 전극 세트에 포함되는 전극의 수(가령 2개) 및 적어도 하나의 전극(110)에 포함되는 전극 세트의 수(가령 4개)는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 적어도 하나의 전극(110)은 3개의 전극 세트를 포함하고, 각각의 전극 세트는 1개의 전극을 포함할 수도 있다. 물론 적어도 하나의 전극(110)은 5개의 전극 세트를 포함하고 각각의 전극 세트는 3개의 전극을 포함할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 정전 용량 측정부(150)는 전술한 적어도 하나의 전극(110)이 사용자의 신체와 형성한 정전 용량을 측정할 수 있다. 가령 정전 용량 측정부(150)는 전극(110)과 사용자의 신체에 의해 형성된 정전 용량을 0에서 255사이의 수치의 형태로 측정할 수 있다. 다만 이와 같은 수치는 예시적인것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
한편 적어도 하나의 전극(110)에 포함되는 전극이 복수인 경우, 정전 용량 측정부(150)는 복수의 전극 각각에 대한 정전 용량을 측정할 수 있다. 가령, 적어도 하나의 전극(110)이 4개의 전극 세트를 포함하고, 각각의 전극 세트가 2개의 전극을 포함하는 경우 정전 용량 측정부(150)는 8개의 전극 각각에 대한 정전 용량을 측정할 수 있다.
정전 용량 측정부(150)에 의해 측정된 각 전극의 정전 용량은 사용자가 필기도구(10)를 사용하는지 여부를 결정하는데 적어도 부분적으로 사용될 수 있다.
선택적 실시예에서, 정전 용량 측정부(150)에 의해 측정된 각 전극의 정전 용량은 사용자가 필기도구(10)를 파지하는 강도 및/또는 자세를 파악하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가속도 센서(120)는 3차원 공간 상에서 적어도 하나의 기준 방향으로의 필기도구(10)의 가속도를 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가속도 센서(120)는 도 4에 도시된 바와 같이, 필기도구(10)가 연장되는 방향을 X방향으로, 이러한 X 방향에 직교하는 두 개의 방향 각각을 Y 방향 및 Z 방향으로 설정하고, X, Y, Z 방향 각각에 대한 가속도를 측정할 수 있다. 가령 필기도구(10)가 지면에 수직한 상태로 고정되어 있는 경우, 가속도 센서(120)는 X방향의 가속도를 중력가속도로, Y 방향 및 Z 방향의 가속도를 0으로(또는 0에 상응하는 값으로)측정할 수 있다.
또한 필기도구(10)가 지면에 수평한 상태로 고정되어 있는 경우, 가속도 센서(120)는 Y 방향 또는 Z 방향의 가속도를 중력가속도로, X 방향의 가속도를 0으로(또는 0에 상응하는 값으로)측정할 수 있다.
가속도 센서(120)가 측정한 각 기준 방향에 대한 가속도는 사용자가 필기도구(10)를 사용하는지 여부를 결정하는데 적어도 부분적으로 사용될 수 있다.
선택적 실시예에서, 가속도 센서(120)에 의해 측정된 각 기준 방향에 대한 가속도는 필기도구(10)의 자세를 파악하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 통신부(미도시)는 외부장치(미도시)와 데이터를 송수신할 수 있다. 가령 통신부(미도시)는 블루투스 통신 규격에 따라 필기도구(10)와 외부장치(미도시)가 데이터를 송수신할 수 있도록 하는 블루투스 통신모듈일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 필기도구(10)가 학습을 위한 외국어 단어를 표시하는 단어표시장치로 사용되는 예시에서, 통신부(미도시)는 스마트폰과 같은 외부장치(미도시)로부터 단어와 뜻이 매핑되어있는 데이터를 수신하여 후술하는 메모리(미도시)에 저장할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 필기도구(10)가 알람장치로 사용되는 예시에서, 통신부(미도시)는 스마트폰과 같은 외부장치(미도시)로부터 타이머의 완료에 대응되는 신호를 수신하여 프로세서(130)에 전달할 수 있다. 이때 타이머는 필기도구(10)의 사용자가 외부장치(미도시)에 소정의 시간 간격 이후 알람을 발생시키기 위해 미리 설정해 놓은 것 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 메모리(미도시)는 전술한 통신부(미도시)가 외부장치(미도시)로부터 수신한 데이터나, 프로세서(130)가 필기도구(10)의 동작을 제어하기 위한 소스코드 등을 일시적 또는 영구적으로 저장할 수 있다.
이와 같은 메모리(미도시)는 자기 저장 매체(Magnetic Storage Media) 또는 플래시 저장 매체(Flash Storage Media)를 포함할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 필기도구(10)가 학습을 위한 외국어 단어를 표시하는 단어표시장치로 사용되는 예시에서, 메모리(미도시)는 통신부(미도시)가 스마트폰과 같은 외부장치(미도시)로부터 수신한 단어 데이터를 저장할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이부(140)는 외부장치(미도시)로부터 수신하거나 메모리(미도시)에 저장된 데이터를 표시할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 필기도구(10)가 학습을 위한 외국어 단어를 표시하는 단어표시장치로 사용되는 예시에서, 디스플레이부(140)는 메모리(미도리)에 저장된 단어를 순차적으로 표시할 수 있다. 이때 필기도구(10)는 전술한 적어도 하나의 전극(110)의 정전 용량의 변화 패턴이 기 설정된 변화 패턴과 대응되는 경우, 디스플레이부(140)에 표시되는 데이터를 변화 패턴에 대응되도록 변경할 수 있다. 가령 전극(110)의 정전 용량의 변화 패턴이 기 설정된 스크롤 패턴과 대응되는 경우, 필기도구(10)는 디스플레이부(140)에 다음 단어를 표시할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 필기도구(10)가 알람장치로 사용되는 예시에서, 타이머의 완료에 대응되는 화면을 디스플레이부(140)에 표시할 수 있다.
물론 디스플레이부(140)는 프로세서(130)에 의해 누적된 필기도구(10)의 사용 시간을 표시할 수도 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
전술한 디스플레이부(140)는 다양한 표시수단으로 구현될 수 있다. 가령 디스플레이부(140)는 OLED, LCD, 7-Segment와 같은 표시수단에 의해 구현될 수 있다. 다만 이는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에따른 진동부(160)는 프로세서(130)의 제어에 따라 필기도구(10)에 진동을 발생시킬 수 있다. 가령 통신부(미도시)가 스마트폰과 같은 외부장치(미도시)로부터 타이머의 완료에 대응되는 신호를 수신한 경우, 진동부(160)는 프로세서(130)의 제어에 따라 진동을 발생시켜 사용자에게 알람이 발생하였음을 알릴 수 있다.
선택적 실시예에서, 진동부(160)는 프로세서(130)의 제어에 따라 햅틱 피드백을 발생시키는데 사용될 수 있다. 가령 본 발명의 일 실시예에 따른 필기도구(10)가 학습을 위한 외국어 단어를 표시하는 단어표시장치로 사용되는 예시에서, 진동부(160)는 디스플레이부(140)에 표시되는 단어가 다음 단어로 변경될 때, 이에 대응되는 진동패턴에 따라 진동을 발생시킬 수 있다. 다만 이는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연결 포트(170)는 다양한 외부장치와 필기도구(10)를 전기적으로 연결할 수 있다. 이때 연결 포트(170)는 가령 USB Micro-A 타입의 연결 포트일 수도 있고, USB Micro-B 또는 USB Micro-C의 연결 포트일 수도 있다.
한편 본 발명의 일 실시예에 따른 필기도구(10)는 연결 포트(170)를 통해 연결되는 전원으로부터 전력을 공급받아 전원부(미도시)의 배터리(미도시)를 충전할 수 있다. 또한 필기도구(10)는 연결 포트(170)를 통해 연결되는 외부장치(가령 스마트폰 등)로부터 단어장 데이터를 수신하여 전술한 메모리(미도시)에 저장할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(130)는 전술한 정전 용량 측정부(150)에 의해 측정된 정전 용량 및 가속도 센서(120)에 의해 측정된 가속도 중 적어도 하나에 기초하여 필기도구(10)의 사용시간을 갱신할 수 있다.
본 발명에서 프로세서(Processor)(130)는 데이터를 처리할 수 있는 모든 종류의 장치를 포함할 수 있다. 가령 프로세서(130)는 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령으로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는, 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다.
이와 같이 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치의 일 예로써, 마이크로프로세서(Microprocessor), 중앙처리장치(Central Processing Unit: CPU), 프로세서 코어(Processor Core), 멀티프로세서(Multiprocessor), ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array) 등의 처리 장치를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(130)가 필기도구(10)의 사용시간을 갱신하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(130)는 정전 용량 측정부(150)에 의해 측정된 정전 용량이 제1 임계 정전 용량 이상이고, 필기도구(10)가 연장되는 방향으로의 가속도가 제1 임계 가속도 이상인 경우, 필기도구(10)가 사용중인 것으로 판단하고 사용시간을 증가시킬 수 있다.
이때 정전 용량 측정부(150)에 의해 측정된 정전 용량은 적어도 하나의 전극(110) 중 사용자의 신체 접촉에 의해 정전 용량이 생성된 전극들의 정전 용량의 평균값일 수 있다. 가령 도 1에 도시된 바와 같이 적어도 하나의 전극(110)이 네 개의 전극(111A, 112A, 111B, 112B)을 포함하고, 이 중 두 개의 전극(111A, 112A)에 사용자의 손가락이 접촉된 경우, 프로세서(130)는 두 개의 전극(111A, 112A)에 생성된 정전 용량의 평균값을 제1 임계 정전 용량과 비교하여 비교 결과를 산출할 수 있다.
한편 도 4를 다시 참조하면, 필기도구(10)가 필기에 사용되는 경우 일반적으로 X방향(필기도구(10)가 연장되는 방향)과 중력(g)의 방향은 유의미한 상관관계가 있으므로, X방향의 가속도는 대부분의 시점에서 소정의 제1 임계 가속도 이상일 수 있다.
따라서 프로세서(130)는 정전 용량이 제1 임계 정전 용량 이상이고, X방향으로의 가속도가 제1 임계 가속도 이상인 경우, 필기도구(10)가 사용중인 것으로 판단하고 사용시간을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(130)는 정전 용량이 제1 임계 정전 용량 미만이지만, 정전 용량이 제2 임계 정전 용량 이상이고, 소정의 시구간 내에서, 적어도 하나의 기준방향(X, Y, Z 방향) 중 적어도 하나의 방향으로의 가속도의 변화량이 제1 임계 가속도 변화량 이상인 경우에도 필기도구(10)가 사용중인 것으로 판단하고, 사용시간을 증가시킬 수 있다. 이때 제2 임계 정전 용량은 제1 임계 정전 용량보다 작을 수 있다.
필기도구(10)를 파지하는 사용자의 습관에 따라서 필기도구(10)와 신체의 접촉 면적이 크지 않을 수도 있고, 필기도구(10)가 지면과 수직 보다는 평행에 더 가까운 상태에서 사용될 수도 있다.
따라서 이러한 경우 까지도 필기도구(10)가 사용되는 것으로 인식하기 위해, 프로세서(130)는 정전 용량에 대해서 조금 더 낮은 기준값으로 신체의 접촉 여부를 확인하고, 가속도에 대해서 단지 움직임이 있는지 여부를 확인함으로써 보다 유연하게 사용자의 사용 여부를 파악할 수 있다.
한편 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(130)는 상술한 판단 조건들을 만족하지 않는 경우, 상기 필기도구(10)가 사용중이 아닌 것으로 판단하고, 사용시간의 증가를 중단할 수 있다. 또한 프로세서(130)는 전술한 조건들을 만족하지 않은 시점으로부터 소정의 시간이 경과한 경우 프로세서(130)를 대기 모드로 전환할 수 있다.
가령 프로세서(130)는 정전 용량이 제2 임계 정전 용량 미만이고, 소정의 시구간 내에서 적어도 하나의 기준방향 중 적어도 하나의 방향으로의 가속도의 변화량이 제1 임계 가속도 변화량 미만인 경우, 필기도구(10)가 사용중이 아닌 것으로 판단하고 사용시간의 증가를 중단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(130)는 전술한 적어도 하나의 전극(110)을 사용자의 사용을 감지하는 수단 외에, 사용자의 입력을 획득하는 수단으로써 사용할 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(130)가 적어도 하나의 전극(110)을 사용자의 입력을 획득하는 수단으로써 사용하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(130)는 적어도 하나의 전극(110)에 포함되는 복수의 전극 세트 중 어느 하나의 전극세트(110A)의 정전 용량의 변화 패턴이 기 설정된 변화 패턴과 대응되는 경우, 디스플레이부에 표시되는 데이터를 변화 패턴에 대응되도록 변경할 수 있다.
가령 도 6에 도시된 바와 같이 사용자가 손가락을 제1 전극(111A)과 정전 용량을 생성하는 첫 번째 위치(210A)에서 제2 전극(112A)과 정전 용량을 생성하는 두 번째 위치(210B)로 이동시킨 경우, 제1 전극(111A)에 의한 정전 용량의 변화는 도 7의 C1과 같을 수 있고, 제2 전극(112A)에 의한 정전 용량의 변화는 C2와 같을 수 있다. 바꾸어 말하면, 사용자가 신체 접촉을 제1 전극(111A)에서 제2 전극(112A)으로 이동함에 따라 제1 전극(111A)의 정전 용량이 감소하면서, 제2 전극(112A)의 정전 용량이 증가할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(130)는 가령 도 7에 도시된 바와 같은 패턴을 메모리(미도시)에 미리 저장하고, 저장된 패턴과 대응되는 정전 용량의 변화 패턴이 감지된 경우, 이에 대응하는 동작을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 필기도구(10)가 학습을 위한 외국어 단어를 표시하는 단어표시장치로 사용되는 예시에서, 프로세서(130)는 도 7에 도시된 바와 같은 정전 용량 변화 패턴(가령 스크롤 패턴)이 감지된 경우, 디스플레이부(140)에 표시된 단어를 이전 단어 또는 다음 단어로 전환하여 표시할 수 있다.
선택적 실시예에서, 메모리(미도시)에는 다양한 동작에 대응되는 패턴이 미리 저장되어 있을 수 있다. 가령 메모리(미도시)에는 다양한 방향(좌, 우, 상, 하 등)으로의 스크롤 패턴, 탭 패턴(또는 클릭 패턴), 더블 탭 패턴(또는 더블 클릭 패턴)이 미리 저장되어 있을 수 있다.
저장된 복수의 패턴은 필기도구(10)의 동작 제어에 사용될 수 있다. 가령 더블 탭 패턴은 수동으로 사용시간의 누적을 시작/종료하기 위한 패턴으로 사용될 수 있다. 다만 이는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(130)는 정전 용량 측정부(150)가 측정한 정전 용량과 가속도 센서(120)가 측정한 가속도에 기초하여 다양한 동작을 수행할 수 있다.
가령 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(130)는 측정된 정전 용량이 제3 임계 정전 용량 이상인 경우, 사용자가 필기도구(10)를 파지하는 강도가 과도한 것으로 판단하여, 디스플레이부(140)에 경고 메시지를 표시할 수 있다. 이때 프로세서(130)는 소정의 진동 패턴으로 진동부(160)를 통하여 진동을 발생시킴으로써 사용자에게 파지 강도가 과도한 것을 알릴 수 있다. 한편 상술한 제3 임계 정전 용량은 앞서 설명한 제1 임계 정전 용량보다 클 수 있다.
본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10: 필기도구
110: 적어도 하나의 전극
110A, 110B: 전극 세트
111A, 112A, 111B, 112B: 전극
120: 가속도 센서
130: 프로세서
140: 디스플레이부
150: 정전 용량 측정부
160: 진동부
170: 연결 포트

Claims (6)

  1. 사용자의 사용 시간을 누적하여 관리하는 필기도구에 있어서,
    상기 사용자의 신체의 적어도 일부와 상기 필기도구 사이의 정전 용량을 생성하는 적어도 하나의 전극으로써, 상기 적어도 하나의 전극은 두 개의 전극을 포함하는 전극 세트를 포함하고;
    3차원 공간 상에서, 적어도 하나의 기준 방향으로의 상기 필기도구의 가속도를 측정하는 가속도 센서;
    외부장치로부터 수신하거나 메모리에 저장된 데이터를 표시하는 디스플레이부; 및
    상기 정전 용량 및 상기 가속도 중 적어도 하나에 기초하여 상기 필기도구의 사용시간을 갱신하고, 상기 전극 세트의 정전 용량의 변화 패턴이 기 설정된 변화 패턴과 대응되는 경우, 상기 디스플레이부에 표시되는 데이터를 상기 변화 패턴에 대응되도록 변경하는 프로세서;를 포함하는, 필기도구.
  2. 제1 항에 있어서
    상기 전극 세트는 제1 전극과 제2 전극을 포함하고,
    상기 변화 패턴은
    상기 사용자가 신체 접촉을 제1 전극에서 제2 전극으로 이동함에 따라 상기 제1 전극의 정전 용량이 감소하면서, 상기 제2 전극의 정전 용량이 증가하는 패턴인, 필기도구.
  3. 제1 항에 있어서
    상기 필기도구는
    상기 외부장치와 데이터를 송수신하는 통신부; 및
    상기 외부장치로부터 수신한 데이터의 적어도 일부를 저장하는 메모리;를 더 포함하는, 필기도구.
  4. 제3 항에 있어서
    상기 필기도구는
    상기 프로세서의 제어에 따라 상기 필기도구에 진동을 발생시키는 진동부;를 더 포함하고,
    상기 통신부는
    상기 사용자가 상기 외부장치에 설정한 타이머의 완료에 대응되는 신호를 수신하여 상기 프로세서에 전달하고,
    상기 프로세서는
    상기 타이머의 완료에 대응되는 신호에 기초하여 상기 진동부를 동작시키는, 필기도구.
  5. 제1 항에 있어서
    상기 적어도 하나의 전극은 두 개의 전극을 포함하는 전극 세트를 포함하고,
    상기 전극 세트에 포함되는 상기 두 개의 전극은 상기 필기도구가 연장되는 방향으로 이격되어 배치되는, 필기도구.
  6. 제3 항에 있어서
    상기 외부장치는 스마트폰이고
    상기 데이터는 외국어 단어를 포함하는 데이터이고,
    상기 프로세서는
    상기 전극 세트의 정전 용량의 변화 패턴이 기 설정된 변화 패턴과 대응되는 경우, 상기 디스플레이부에 표시된 단어가 이전 단어 및 다음 단어 중 어느 하나로 전환되도록 제어하는, 필기도구.
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