KR102328569B1 - 다목적 펜 - Google Patents

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KR102328569B1
KR102328569B1 KR1020210121205A KR20210121205A KR102328569B1 KR 102328569 B1 KR102328569 B1 KR 102328569B1 KR 1020210121205 A KR1020210121205 A KR 1020210121205A KR 20210121205 A KR20210121205 A KR 20210121205A KR 102328569 B1 KR102328569 B1 KR 102328569B1
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Abstract

종이에 입력되는 펜 입력의 궤적을 감지하여 펜 입력 데이터를 생성하고, 원격의 넷보드에 펜 입력 데이터를 전송하는 필기부;를 포함하는, 다목적 펜을 개시한다.

Description

다목적 펜{A MULTIPURPOSE PEN}
본 발명은 다목적 펜에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자가 종이에 필기한 내용을 디지털화하여 제공할 수 있는 다목적 펜에 관한 것이다.
디지털 기술의 발달로 사용자들은 각종 디지털 기기를 이용하여 다양한 방법으로 메모를 할 수 있게 되었다. 이를테면, 무선 펜마우스를 이용하여 글씨를 쓰거나 그림을 그림으로써 무선 펜마우스와 연결된 컴퓨터나 노트북에 위 글씨나 그림이 나타나도록 할 수 있다. 또한, 터치스크린이 장착된 스마트폰이나 테블릿 PC에 직접 터치펜을 이용하여 메모를 할 수도 있다.
그러나 이와 같은 종래의 무선 펜마우스 또는 터치펜을 이용하여 글자를 쓰는 경우, 사용자의 펜 입력은 글자와 글자 사이의 띄어쓰기 간격과 같은, 터치펜 자체의 움직임을 수반하기 때문에, 사용자의 펜 입력에 터치펜의 움직임을 보상해야 사용자의 펜 입력을 정확하게 재현할 수 있다. 이를 위해 터치펜의 움직임을 인식하고 추적하기 위한 다양한 시도들이 있어 왔다.
먼저, 터치펜의 움직임을 인식하기 위해 좌표인식전용패드가 이용될 수 있다. 좌표인식전용패드 상에 터치펜을 사용할 때 발생하는 전표인식전용패드와 터치펜 사이의 전자적인 감응을 이용하여, 터치펜에 의해 입력되는 펜입력 간의 정확한 좌표 설정이 가능하고, 이를 바탕으로 사용자의 펜 입력을 인식할 수 있다.
다른 시도로서, 위치측량용 통신장치가 이용될 수 있다. 위치측량장치는 전자펜과 지속적으로 통신하면서, 전자펜의 움직임을 추적한다. 특히, 전자펜과의 통신을 통해 서로 간의 상대적인 거리를 측정하는 방식 등으로 전자펜의 위치를 측량하고, 전자펜을 통해 입력되는 펜 입력 간의 위치를 인식할 수 있다.
또 다른 시도로서, 좌표인식전용노트가 이용될 수 있다. 이는 카메라를 구비한 전자펜을 이용하여 좌표인식전용노트 상에 형성된 패턴을 인식하고 이에 기초하여 사용자의 펜 입력 간의 위치를 인식할 수 있다.
그러나 이러한 시도들은 전자펜 외에 좌표인식전용패드, 위치측량장치, 좌표인식전용노트와 같은 별도의 장치가 구비되어야 하므로, 비용 면에서 경제적이지 못하고, 사용자의 불편을 초래하였다.
따라서 이러한 문제점을 해결하여 비용 경제적이면서, 사용자의 편의를 증진시킬 수 있는 기술이 요구된다.
본 발명의 일측면은 사용자에 의한 펜 입력의 궤적을 감지하여 펜 입력 데이터를 생성하고, 생성한 펜 입력 데이터를 원격의 넷보드로 전송하여 디스플레이하는 다목적 펜을 개시한다.
본 발명의 다른 측면은 사용자에 의한 음성 입력을 텍스트로 변환하여 펜 입력 데이터를 생성하는 다목적 펜을 개시한다.
본 발명의 또 다른 측면은 사용자에 의한 지우개 동작을 삭제 데이터로 생성하는 다목적 펜을 개시한다.
본 발명의 또 다른 측면은 딥러닝 신경망을 이용하여 펜 입력 데이터를 식별하는 다목적 펜을 개시한다.
본 발명의 또 다른 측면은 복수의 다목적 펜을 이용하여 복수의 학생 및 강사가 함께 참여 가능한 양방향 학습 시스템을 개시한다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다목적 펜은 종이에 입력되는 펜 입력의 궤적을 감지하여 펜 입력 데이터를 생성하고, 원격의 넷보드에 펜 입력 데이터를 전송하는 필기부;를 포함한다.
한편, 상기 다목적 펜의 단부에 형성되고, 사용자의 펜 입력에 따른 접촉을 감지하는 접촉감지부; 상기 다목적 펜의 단부에 형성되고, 사용자의 펜 입력의 궤적을 감지하는 광센서부; 상기 다목적 펜의 적어도 일측에 형성되고, 상기 다목적 펜의 적어도 하나의 축 상에서의 회전, 이동 및 기울임 중 적어도 하나와 같은 상태 변화를 감지하는 모션감지부; 상기 다목적 펜의 움직임을 고려하여 펜 입력 데이터를 생성하는 펜입력분석부; 및 상기 다목적 펜의 움직임을 고려하여 삭제 데이터를 생성하는 지우개부;를 포함하고,
상기 펜입력분석부는, 상기 접촉감지부에 의해 접촉이 감지되는 동안 상기 광센서부에 의해 감지된 펜 입력의 궤적을 제 1 펜 입력으로 생성하고, 상기 접촉감지부에 의해 판단된 펜 입력의 수행여부 및 상기 모션감지부에 의해 감지된 상태 변화로부터 상기 접촉감지부에 의해 감지되는 접촉을 수반하지 않는 제 2 펜 입력을 생성하고, 상기 제 1 펜 입력 및 상기 제 2 펜 입력 중 하나의 펜 입력이 다른 하나의 펜 입력에 후속하는 경우, 하나의 펜 입력의 펜 입력 개시 지점은 다른 하나의 펜 입력의 펜 입력 종료 지점과 동일하게 하여, 상기 펜 입력 데이터를 생성하고,
상기 지우개부는, 상기 접촉감지부에 의해 접촉이 감지되는 동안 상기 모션감지부에 의해 감지된 상태변화 중 좌우방향으로의 이동에 대한 상태변화를 감지하는 경우, 상기 넷보드에서 마지막 펜 입력 데이터가 출력된 지점으로부터 좌측 또는 우측으로 소정 거리만큼 출력된 펜 입력 데이터의 삭제 동작 명령을 포함하는 상기 삭제 데이터로 생성할 수 있다.
또한, 상기 필기부는, 어느 하나의 알파벳에 대하여 적어도 하나 이상의 형태를 포함하는 특정 언어의 알파벳 형상 데이터를 수집하여 특징값을 추출하고, 심층 신경망을 통해 반복 학습을 진행하여 텍스트 형태 분석 모델을 구축하고, 상기 텍스트 형태 분석 모델에 상기 펜 입력 데이터를 입력하여 해당 펜 입력 데이터의 특징 값 및 그 특징 값이 나타내는 알파벳을 식별하고, 식별한 알파벳을 특정 글씨체로 변환하여 상기 넷보드로 전송할 수 있다.
또한, 상기 펜 입력 데이터를 상기 넷보드로 전송하는 통신부; 상기 펜 입력 데이터를 저장하는 메모리부; 및 상기 다목적 펜의 제어에 대한 사용자 명령을 입력 받는 사용자 인터페이스부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 다목적 펜의 적어도 일측에 형성되고, 사용자로부터의 음성 신호를 입력 받아 문자 형태로 변환하여 상기 펜 입력 데이터로 생성하는 마이크부;를 더 포함할 수 있다.
상술한 본 발명에 따르면 별도의 보조 장치 없이도, 펜 입력 장치의 움직임을 인식하여, 사용자의 펜 입력을 정교하게 재현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다목적 펜의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 필기부의 제어 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다목적 펜의 예시적인 동작을 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다목적 펜의 동작 방법의 흐름도를 도시한다.
도 5는 도 4에 도시된 단계(540)의 일 실시예를 나타내는 흐름도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 필기부의 제어 블록도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 필기부의 제어 블록도이다.
도 8 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 학습 시스템의 개념도이다.
도 13 내지 도 18은 종래의 디지털펜을 보여주는 도면이다.
도 19 및 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 다목적 펜을 보여주는 도면이다.
본 발명의 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 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
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 구성요소, 단계 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다목적 펜의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다목적 펜(100)은 펜 형태로 형성될 수 있으며, ABS(Acrylonitrite Butadiene Styrene copolymer)와 PC(Poly Carbonate)의 혼합수지, PP(Poly ropylene), PPS(Poly Phenylene Sulfide) 등의 합성수지와, PMMA 합성수지, PS 합성수지, 유리, 금속류 등과 은 소재로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다목적 펜(100)은 직경이 동일하거나 또는 상광하협 형태로 구성될 수 있으며, 양단부에는 덮개(미도시)가 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다목적 펜(100)은 잉크(또는 흑연)을 이용하여 종이에 펜 입력 데이터를 직접 입력할 수 있는 보조 필기부 및 펜 입력의 궤적을 감지하여 펜 입력 데이터를 생성하고, 원격의 넷보드에 펜 입력 데이터를 입력할 수 있는 필기부를 포함할 수 있다.
예를 들면, 다목적 펜(100)은 보조 필기부를 통해 종이에 잉크로 직접 펜 입력 데이터를 입력하는 동안 필기부를 통해 펜 입력 데이터를 생성하고, 원격의 넷보드에 펜 입력 데이터를 전송하여 디스플레이할 수 있다. 이러한 필기부와 관련한 구체적인 설명은 도 2를 참조하여 후술한다.
도 1에 도시되는 본 발명의 일 실시예에 따른 다목적 펜(100)의 구조 및 형태는 예시적인 것으로서, 다양한 변형이 가능하다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 필기부의 제어 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 필기부(200)는 접촉감지부(210), 광센서부(220), 모션감지부(230), 펜입력분석부(240), 통신부(250), 메모리부(260) 및 사용자 인터페이스부(270)를 포함할 수 있다.
접촉감지부(210)는 다목적 펜(100)의 단부에 형성될 수 있으며, 사용자의 펜 입력에 따른 접촉을 감지할 수 있다.
접촉감지부(210)는 사용자에 의해 종이, 패드 등과 같은 외부 물체와 접촉할 수 있는데, 이러한 접촉을 감지하여 사용자에 의해 펜 입력이 수행되는지 여부를 판단할 수 있다.
접촉감지부(210)는 펜 입력에 따른 접촉 감지를 위해 터치 센서를 포함할 수 있으나, 이러한 구성에 한정되는 것은 아니며 다양한 변형이 가능하다.
광센서부(220)는 다목적 펜(100)의 단부에 형성될 수 있으며, 사용자의 펜 입력의 궤적을 감지할 수 있다.
광센서부(220)는 외부로 광을 조사하여 다목적 펜(100)의 단부의 움직임, 즉 펜 입력의 궤적을 감지할 수 있다.
광센서부(220)는 펜 입력의 궤적을 감지하기 위해 광학센서 및 발광다이오드(LED), 레이저센서, 블루트랙센서 중 하나 이상을 포함할 수 있는데, 발광다이오드(LED)가 외부로 조사한 광이 책상이나 노트 등에 반사되어 광학센서에 감지되면, 광학센서의 신호를 처리하여 펜 입력의 궤적을 인식할 수 있다. 광센서부(220)의 상기 구성은 예시적인 것으로서, 본 발명이 적용되는 실시예에 펜 입력의 궤적을 감지할 수 있는 다양한 구성이 이용될 수 있다.
광센서부(220)는 외부에 광을 조사하고, 이에 따라 반사된 빛을 감지함으로써 펜 입력의 궤적을 감지하기 때문에, 접촉감지부(210)가 외부와의 접촉을 감지하는 경우, 높은 인식률을 보일 수 있다. 그러나 다양한 광센서부에 따라 접촉감지부(210)가 외부와 접촉하지 않더라도 일정 범위(예를 들어, 일정한 거리 또는 일한 인식률의 범위) 내에서는 펜 입력의 궤적을 감지할 수 있다.
모션감지부(230)는 다목적 펜(100)의 적어도 일측에 형성될 수 있으며, 다목적 펜(100)의 전체적인 움직임을 감지할 수 있다. 즉, 모션감지부(230)는 다목적 펜(100)의 적어도 하나의 축 상에서의 회전, 이동 및 기울임 중 적어도 하나와 같은 상태 변화를 감지할 수 있다.
모션감지부(230)는 다목적 펜(100)의 움직임 감지를 위해 다양한 종류의 측정 센서를 하나 이상 포함하여 구성될 수 있다. 예컨대, 측정 센서는 가속도 센서, 자이로 센서, 지자기 센서(나침반, compass, 콤파스, 컴파스), 지자계센서 중 적어도 하나를 포함할수 있다. 모션감지부(230)의 상기 구성은 예시적인 것으로서, 본 발명이 적용되는 실시예에 따라 다양한 구성이 적용될 수 있다.
펜입력분석부(240)는 펜 입력 데이터를 생성할 수 있다.
펜 입력 데이터는 다목적 펜(100)의 움직임을 고려하여 위치 설정되는, 사용자에 의해 입력되는 펜 입력에 관한 데이터로서, 제 1 펜 입력 및 제 2 펜 입력으로 이루어질 수 있다.
여기서 제 1 펜 입력은 예를 들어, 다목적 펜(100)을 통해 재현하고 하는 글자 또는 선과 같은, 접촉을 수반하는 펜 입력을 의미하고, 제 2 펜 입력은 예를 들어, 또는 글자와 글자 사이의 간격과 같은, 접촉을 수반하지 않는 펜 입력을 의미한다.
예를 들어, "기"라는 펜 입력은 "ㄱ"와 "l"의 제 1 펜 입력과, "ㄱ"와 "l" 사이의 간격과 같은 제 2 펜 입력으로 이루어진다.
펜입력분석부(240)에 의한 분석은 접촉감지부(210), 광센서부(220) 및 모션감지부(230)의 감지 결과에 기초할 수 있다.
구체적으로, 펜입력분석부(240)는 접촉감지부(210)에 의해 판단된 펜 입력의 수행여부 및 광센서부(220)에 의해 감지된 펜 입력의 궤적으로부터 접촉감지부(210)에 의해 감지되는 접촉을 수반하는 제 1 펜 입력을 생성할 수 있다. 즉, 접촉감지부(210)에 의해 접촉이 감지되는 동안 광센서부(220)에 의해 감지된 펜 입력의 궤적을 제 1 펜 입력으로 생성할 수 있다.
계속해서, 접촉감지부(210)에 의해 판단된 펜 입력의 수행여부 및 모션감지부(230)에 의해 감지된 상태 변화로부터 접촉감지부(210)에 의해 감지되는 접촉을 수반하지 않는 제 2 펜 입력을 생성할 수 있다.
즉, 접촉감지부(210)에 의해 접촉이 감지되지 않는 동안 모션감지부(230)에 의해 감지된 상태변화를 제 2 펜 입력으로 생성할 수 있다.
펜입력분석부(240)는 제 1 펜 입력 및 제 2 펜 입력이 생성되면, 제 1 펜 입력 및 제 2 펜 입력을 조합하여 펜 입력 데이터를 생성할 수 있다. 펜 입력 데이터에서, 제 1 펜 입력 및 제 2 펜 입력 중 하나의 펜 입력이 다른 하나의 펜 입력에 후속하는 경우, 하나의 펜 입력의 펜 입력 개시 지점은 다른 하나의 펜 입력의 펜 입력 종료 지점과 동일하게 하여, 연속적인 펜 입력의 정교한 재현을 가능하게 할 수 있다.
펜입력분석부(240)는 접촉감지부(210)에 의해 판단된 펜 입력의 수행여부 및 광센서부(220)에 의해 감지된 펜 입력의 궤적으로부터 접촉을 수반하지 않는 제 3 펜 입력을 생성할 수 있다.
즉, 접촉감지부(210)에 의해 접촉이 감지되지 않는 동안 광센서부(220)에 의해 감지된 펜 입력의 궤적을 제 3 펜 입력으로 생성할 수 있다. 펜입력분석부(240)는 제 3 펜 입력을 생성하면, 제 3 펜 입력을 이용하여 제 2 펜 입력을 보상할 수 있다.
광센서부(220)에 의한 펜 입력 궤적의 감지는 접촉감지부(210)가 접촉을 감지하는 경우 높은 인식률을 보일 수 있으나, 접촉을 수반하지 않더라도 일정 범위(예를 들어, 일정한 거리 또는 일정한 인식률의 범위) 내에서는 펜 입력 궤적의 감지가 가능하다. 따라서 펜입력분석부(240)는 제 3 펜 입력을 이용하여 제 2 펜 입력을 보상함으로써, 보다 정확한 다목적 펜의 움직임을 펜 입력 데이터에 반영할 수 있다.
한편, 다목적 펜(100)는 광센서부(220)를 포함하지 않으며, 따라서 펜입력분석부(240)는 접촉감지부(210) 및 모션감지부(230)의 감지 결과에 기초하여 펜 입력 데이터를 생성할 수도 있다.
구체적으로, 펜입력분석부(240)는 접촉감지부(210)에 의해 판단된 펜 입력의 수행여부 및 모션감지부(230)에 의해 감지된 상태 변화로부터 제 1 펜 입력 및 제 2 펜 입력을 생성할 수 있다.
즉, 접촉감지부(210)에 의해 접촉이 감지되는 동안 모션감지부(230)에 의해 감지된 상태변화를 제 1 펜 입력으로 생성하고, 접촉감지부(210)에 의해 접촉이 감지되지 않는 동안 모션감지부(240)에 의해 감지된 상태변화를 제 2 펜 입력으로 생성할 수 있다. 제 1 펜 입력 및 제 2 펜 입력이 생성되면, 펜입력분석부(240)는 제 1 펜 입력 및 제 2 펜 입력을 조합하여 펜 입력 데이터를 생성할 수 있다.
펜 입력 데이터에서, 제 1 펜 입력 및 제 2 펜 입력 중 하나의 펜 입력이 다른 하나의 펜 입력에 후속하는 경우, 하나의 펜 입력의 펜 입력 개시 지점은 다른 하나의 펜 입력의 펜 입력 종료 지점과 동일하게 하여, 연속적인 펜 입력의 정교한 재현을 가능하게 할 수 있다.
한편, 펜입력분석부(240)는 딥러닝 학습 모델을 이용하여 펜 입력 데이터가 글자에 해당하는지 여부를 판단하고, 그 글자를 식별할 수 있다.
예를 들면, 펜입력분석부(240)는 특정 언어의 알파벳 형상 데이터를 수집하여 특징값을 추출하고, 심층 신경망을 통해 반복 학습을 진행하여 텍스트 형태 분석 모델을 구축할 수 있다. 일예로, 알파벳 형상 데이터는 어느 하나의 알파벳에 대하여 적어도 하나 이상의 형태를 포함할 수 있다.
이때, 펜입력분석부(240)는 Librosa 라이브러리를 이용하여 알파벳 형상 데이터로부터 각 알파벳을 나타내는 특징 값을 추출할 수 있으며, 심층 신경망으로 3 개의 히든 레이어를 가진 완전 연결 뉴럴 네트워크 모델을 채택할 수 있다.
펜입력분석부(240)는 텍스트 형태 분석 모델에 펜 입력 데이터를 입력하여 해당 펜 입력 데이터의 특징 값 및 그 특징 값이 나타내는 알파벳을 추출할 수 있다.
펜입력분석부(240)는 접촉감지부(210) 및 모션감지부(230)의 감지 결과에 기초하여 생성한 펜 입력 데이터가 글자에 해당하는지 여부를 판단할 수 있으며, 해당 알파벳을 식별하여 특정 글씨체로 변환할 수 있다.
펜입력분석부(240)는 펜 입력 데이터를 특정 글씨체로 변환한 경우, 특정 글씨체로 나타나는 펜 입력 데이터를 통신부(250)를 통해 원격의 넷보드로 전송하여 디스플레이할 수 있다.
예를 들면, 펜입력분석부(240)는 후술하는 사용자 인터페이스부(270)를 통해 글씨체 변환 여부, 변환할 글씨체 종류 등을 입력 받을 수 있다.
통신부(250)는 펜입력분석부(240)에 의해 생성된 펜 입력 데이터 및 메모리부(260)에 저장된 펜 입력 데이터 중 적어도 하나를 원격지의 넷보드로 전송할 수 있다.
통신부(250)는 실시간으로 펜 입력 데이터를 전송하거나, 다목적 펜(100)의 동작에 따라 펜 입력 데이터를 전송할 수 있다.
예를 들어, 통신부(250)는 사용자 인터페이스부(270)가 펜 입력 데이터의 전송에 관한 사용자 입력을 수신하면, 메모리부(260)에 저장된 펜 입력 데이터를 전송할 수 있다.
또한 예를 들어, 통신부(250)는 접촉감지부(210)가 접촉을 감지하지 못하면, 즉시 또는 소정의 시간이 경과한 후에 메모리부(260)에 저장된 펜 입력 데이터를 전송할 수 있다.
통신부(250)는 USB(universal serial bus), 마우스포트(PS/2 포트)와 같은 유선 통신 방식에 의해 외부 단말기와 통신하거나, 블루투스(Bluetooth), 적외선 통신(IrDA) 및 기타 RF 통신과 같은 무선 통신 방식에 의해 외부 단말기와 통신할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니고 데이터통신이 가능한 다양한 형태의 유무선 통신방법으로 구현될 수 있다.
메모리부(260)는 펜입력분석부(240)에 의해 생성된 펜 입력 데이터를 저장할 수 있다.
메모리부(260)에 저장된 펜 입력 데이터는 통신부(250)에 의해 단말기로 전송될 수 있다.
일 실시예에서, 통신부(250)와 단말기 사이에 통신연결이 되지 않으면, 메모리부(260)에 펜 입력 데이터가 저장되고, 그 후 통신부(250)와 외부 단말기 사이에 통신연결이 이루어지면, 통신부(250)는 메모리부(260)에 저장된 펜 입력 데이터를 외부 단말기로 전송할 수 있다.
사용자 인터페이스부(270)는 사용자의 입력을 수신할 수 있다. 사용자의 입력은 다목적 펜의 동작의 개시 및 종료, 및 상기 펜 입력 데이터의 전송 중 적어도 하나에 대한 명령을 포함할 수 있다.
사용자 인터페이스부(270)는 예를 들어, 버튼, 접촉 감지 장치(또는 터치센서), 조이스틱 또는 휠과 같은 입력장치를 포함하여 구성될 수 있으며, 다목적 펜(100)의 외부로 노출되도록 구성되며, 한 종류의 입력장치가 복수로 구성되거나, 이들을 조합하여 구성될 수 있다. 이와 같은 구성은 예시적인 것으로서, 본 발명에 적용되는 실시예에 따라 사용자의 입력을 수신할 수 있는 다양한 구성이 적용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다목적 펜의 예시적인 동작을 도시한다.
도 3의 (a)를 참조하면, 다목적 펜은 사용자에 의한 다목적 펜의 동작을 감지하여, 펜 입력(410, 430, 450)을 생성할 수 있다. 사용자의 펜 입력은 펜 입력(410), 펜 입력(430) 및 펜 입력(450) 순으로 이루어지며,
여기서 펜 입력(410) 및 펜 입력(450)은 접촉을 수반하는 펜 입력을 나타내고, 펜 입력(430)은 접촉을 수반하지 않는 펜 입력을 나타낸다.
다목적 펜은 펜 입력(410, 430, 450)으로부터 펜 입력 데이터를 생성하는데, 이때 연속하는 펜 입력(410, 430, 450) 간의 연결을 위해 펜 입력(410)의 펜 입력 종료 지점(420)과 펜 입력(430)의 펜 입력 개시 지점(420)을 일치시키고, 펜 입력(430)의 펜 입력 종료 지점(440)과 펜 입력(450)의 펜 입력 개시 지점(440)을 일치시킨다.
펜 입력 데이터는 도 3의 (b)에서 도시되는 바와 같이 디스플레이된다.
도 3의 (b)를 참조하면, 펜 입력(410, 450)은 접촉을 수반하는 펜 입력이므로, 윤곽 또는 색을 가지고 디스플레이되고, 펜 입력(430)은 접촉을 수반하지 않는 펜 입력이므로 투명하게 디스플레이되어, 전체적으로 "기"라는 글자를 디스플레이하게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다목적 펜의 동작 방법의 흐름도를 도시한다.
단계(510)에서, 펜 입력에 따른 접촉을 감지할 수 있다. 단계(510)를 통해 외부 물체와의 접촉을 감지함으로써 사용자에 의해 펜 입력이 수행되는지 여부를 판단할 수 있다.
단계(520)에서, 사용자의 펜 입력의 궤적을 감지할 수 있다. 단계(520)에 수행되는 펜 입력의 궤적에 대한 감지는 단계(510)에서 펜 입력에 따른 접촉을 감지되는 동안 수행되거나, 단계(510)에서 펜 입력에 따른 접촉을 감지되지 않더라도 일정 범위(예를 들어, 일정한 거리 또는 일정한 인식률의 범위) 내에서 수행될 수 있다.
단계(530)에서, 다목적 펜의 움직임, 즉 적어도 하나의 축 상에서의 회전, 이동, 기울임 중 적어도 하나의 상태 변화를 감지할 수 있다.
단계(540)에서, 단계(510)에서 판단된 펜 입력의 수행여부, 단계(520)에서 감지된 펜 입력의 궤적 및 단계(530)에서 감지된 상태 변화를 분석하여, 펜 입력 데이터를 생성할 수 있다. 여기서 펜 입력 데이터는 다목적 펜(200)의 움직임을 고려하여 위치 설정되는, 사용자에 의해 입력되는 펜 입력에 관한 데이터를 의미한다.
일 실시예에서, 방법(500)은 펜 입력 데이터를 외부 단말기로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일례로서, 상기 전송하는 단계는 실시간으로 펜 입력 데이터를 전송함으로써 수행될 수 있다.
일례로서, 상기 전송하는 단계는 펜 입력 데이터의 전송에 대한 사용자의 입력에 따라 펜 입력 데이터를 전송함으로써 수행될 수 있다.
일례로서, 상기 전송하는 단계는 단계(510)에서 접촉이 감지되지 않으면, 즉시 또는 소정의 시간이 경과한 후에 펜 입력 데이터를 전송함으로써 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 방법(500)은 펜 입력 데이터를 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다. 저장된 펜 입력 데이터는 즉시 또는 이후에 외부 단말기로 전송될 수 있다.
일례로서, 상기 저장하는 단계는 외부 단말기 사이에 통신연결이 되지 않으면, 펜 입력 데이터를 저장함으로써 수행될 수 있다.
이후에 외부 단말기 사이에 통신연결이 되면, 저장된 펜 입력 데이터는 외부 단말기로 전송될 수 있다.
일 실시예에서, 방법(500)은 다목적 펜의 동작의 개시 및 종료, 및 펜 입력 데이터의 전송 중 적어도 하나에 대한 사용자의 입력을 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 5는 도 4에 도시된 단계(540)의 일 실시예를 나타내는 흐름도를 도시한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 단계(540)는 제 1 펜 입력을 생성하는 단계(610); 제 2 펜 입력을 생성하는 단계(620); 및 제 1 펜 입력 및 제 2 펜 입력을 조합하는 단계(630)를 포함할 수 있다.
단계(610)에서, 단계(510)에서 판단된 펜 입력의 수행여부 및 단계(520)에서 감지된 펜 입력의 궤적으로부터 접촉을 수반하는 제 1 펜 입력을 생성할 수 있다.
즉, 단계(510)에서 접촉이 감지되는 동안 단계(520)에서 감지된 펜 입력의 궤적을 제 1 펜 입력으로 생성할 수 있다.
단계(620)에서, 단계(510)0에서 판단된 펜 입력의 수행여부 및 단계(520)에서 감지된 상태 변화로부터 접촉을 수반하지 않는 제 2 펜 입력을 생성할 수 있다. 즉, 단계(510)에서 접촉이 감지되지 않는 동안 단계(520)에서 감지된 상태변화를 제 2 펜 입력으로 생성할 수 있다.
단계(630)에서, 제 1 펜 입력 및 제 2 펜 입력을 조합하여 펜 입력 데이터를 생성할 수 있다.
단계(630)는 펜입력 데이터에서, 제 1 펜 입력 및 제 2 펜 입력 중 하나의 펜 입력이 다른 하나의 펜 입력에 후속하는 경우, 하나의 펜 입력의 펜 입력 개시 지점은 다른 하나의 펜 입력의 펜 입력 종료 지점과 동일하게 하여, 연속적인 펜 입력의 정교한 재현을 가능하게 할 수 있다.
부가적으로, 단계(540)는, 단계(510) 및 단계(520)로부터 접촉을 수반하지 않는 제 3 펜 입력을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
즉, 단계(510)에서 접촉이 감지되지 않는 동안 단계(520)에서 감지된 펜 입력의 궤적을 제 3 펜 입력으로 생성할 수 있다.
단계(540)는 제 3 펜 입력이 생성되면, 제 3 펜 입력을 이용하여 제 2 펜 입력을 보상하는 단계를 더 포함할 수 있다.
대안적으로, 도 4의 방법(500)에서 단계(520)는 생략될 수 있다. 따라서 단계(540)는 단계(510) 및 단계(530)로부터 펜 입력을 분석하여 펜 입력 데이터를 생성함으로써 수행될 수 있다.
구체적으로, 단계(540)는 단계(510)에서 판단된 펜 입력의 수행여부 및 단계(530)에서 감지된 상태 변화로부터 접촉을 수반하는 제 1 펜 입력 및 접촉을 수반하지 않는 제 2 펜 입력을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
즉, 단계(510)에서 접촉이 감지되는 동안 단계(530)에서 감지된 상태변화를 제 1 펜 입력으로 생성하고, 단계(510)에서 접촉이 감지되지 않는 동안 단계(530)에서 감지된 상태변화를 제 2 펜 입력으로 생성할 수 있다.
계속해서, 단계(540)는 제 1 펜 입력 및 제 2 펜 입력이 생성되면, 펜 입력 데이터를 생성하기 위해 제 1 펜 입력 및 제 2 펜 입력을 조합하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 조합하는 단계는 펜 입력 데이터에서, 제 1 펜 입력 및 제 2 펜 입력 중 하나의 펜 입력이 다른 하나의 펜 입력에 후속하는 경우, 하나의 펜 입력의 펜 입력 개시 지점은 다른 하나의 펜 입력의 펜 입력 종료 지점과 동일하게 하여, 연속적인 펜 입력의 정교한 재현을 가능하게 할 수 있다.
한편, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 필기부의 제어 블록도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 필기부(200')는 도 2에 도시된 접촉감지부(210), 광센서부(220), 모션감지부(230), 펜입력분석부(240), 통신부(250), 메모리부(260) 및 사용자 인터페이스부(270)의 구성에 더하여, 마이크부(280)를 더 포함할 수 있다.
이하의 설명에서는 마이크부(280)에 대해서만 설명하고, 나머지 접촉감지부(210), 광센서부(220), 모션감지부(230), 펜입력분석부(240), 통신부(250), 메모리부(260) 및 사용자 인터페이스부(270)에 대한 구성은 상술한 것으로 대체하기로 한다.
마이크부(280)는 다목젝 펜(100)의 적어도 일측에 형성될 수 있으며, 사용자로부터의 음성 신호를 입력 받을 수 있다.
마이크부(280)는 사용자로부터 입력되는 음성 신호를 문자 형태로 변환하여 펜 입력 데이터로 생성할 수 있으며, 통신부(250)를 통해 변환한 펜 입력 데이터를 원격지의 넷보드로 전송할 수 있다.
통신부(250)는 펜입력분석부(240)에 의해 생성된 펜 입력 데이터, 메모리부(260)에 저장된 펜 입력 데이터 및 마이크부(280)에 의해 생성된 펜 입력 데이터 중 적어도 하나를 원격지의 넷보드로 전송할 수 있다.
일예로서, 마이크부(280)는 사용자 인터페이스부(270)를 통해 마이크부(280)에서 생성하는 펜 입력 데이터의 전송에 대한 명령이 입력되는 경우, 변환한 펜 입력 데이터를 원격지의 넷보드로 전송할 수 있다.
한편, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 필기부의 제어 블록도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 필기부(200'')는 도 6에 도시된 접촉감지부(210), 광센서부(220), 모션감지부(230), 펜입력분석부(240), 통신부(250), 메모리부(260), 사용자 인터페이스부(270) 및 마이크부(280)의 구성에 더하여 지우개부(290)를 더 포함할 수 있다.
이하의 설명에서는 지우개부(290)에 대해서만 설명하고, 나머지 접촉감지부(210), 광센서부(220), 모션감지부(230), 펜입력분석부(240), 통신부(250), 메모리부(260), 사용자 인터페이스부(270) 및 마이크부(280)에 대한 구성은 상술한 것으로 대체하기로 한다.
지우개부(290)는 삭제 데이터를 생성할 수 있다.
삭제 데이터는 다목적 펜(100)의 움직임을 고려한 사용자의 펜 입력 삭제 동작에 관한 데이터일 수 있다. 즉, 삭제 데이터는 다목적 펜(100)을 통해 재현하고자 하는 펜 입력에 대한 지우개 동작의 입력을 의미한다.
지우개부(290)는 접촉감지부(210)에 의해 판단된 펜 입력의 수행여부 및 모션감지부(230)에 의해 감지된 상태 변화로부터, 접촉감지부(210)에 의해 접촉이 감지되는 동안 모션감지부(230)에 의해 적어도 하나의 축 상에서의 좌우 이동의 상태 변화가 감지되는 경우, 삭제 데이터를 생성할 수 있다.
즉, 지우개부(290)는 접촉감지부(210)에 의해 접촉이 감지되는 동안 모션감지부(230)에 의해 감지된 상태변화 중 좌우방향으로의 이동에 대한 상태변화를 삭제 데이터로 생성할 수 있다.
예를 들면, 삭제 데이터에는 마지막 펜 입력 데이터가 출력된 지점으로부터 좌측 또는 우측으로 소정 거리만큼 출력된 펜 입력 데이터의 삭제 동작 명령 포함할 수 있다.
지우개부(290)는 생성한 삭제 데이터를 통신부(250)를 통해 원격지의 넷보드로 전송할 수 있다.
일예로서, 지우개부(290)는 사용자 인터페이스부(270)를 통해 지우개부(290)에서 생성하는 삭제 데이터의 전송에 대한 명령이 입력되는 경우, 삭제 데이터를 원격지의 넷보드로 전송할 수 있다. 이때, 넷보드에서는 삭제 데이터에 따라 출력된 펜 입력 데이터의 삭제 동작을 수행할 수 있다.
도 8 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 학습 시스템의 개념도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 학습 시스템은 도 1 내지 도 7에 도시된 다목적 펜(100) 및 넷보드(50)를 포함할 수 있다.
다목적 펜(100)은 복수 개 마련될 수 있으며, 각각 고유의 ID 정보를 포함할 수 있다.
다목적 펜(100)은 상술한 것처럼 통신부(250)를 통해 원격의 넷보드(50)로 펜입력분석부(240)에 의해 생성된 펜 입력 데이터, 메모리부(260)에 저장된 펜 입력 데이터 및 마이크부(280)에 의해 생성된 펜 입력 데이터 중 적어도 하나를 전송할 수 있다.
또한, 다목적 펜(100)은 통신부(250)를 통해 원격의 넷보드(50)로 삭제 데이터를 전송할 수도 있다.
이때, 다목적 펜(100)은 원격의 넷보드(50)로 펜 입력 데이터 또는 삭제 데이터를 각각 고유의 ID 정보와 함께 전송할 수 있다.
넷보드(50)는 통신 기능을 갖는 디스플레이 장치(예를 들어, 전자 칠판 등)으로 형성될 수 있다.
넷보드(50)는 도 9 내지 도 12에 도시된 것처럼 다목적 펜(100)으로부터 수신하는 펜 입력 데이터를 디스플레이할 수 있으며, 삭제 데이터에 따라 디스플레이 한 펜 입력 데이터의 적어도 일부를 삭제할 수 있다.
넷보드(50)는 복수의 다목적 펜(100) 각각의 ID 정보를 미리 저장할 수 있으며, 다목적 펜(100)으로부터 수신하는 ID 정보에 기반하여 사용자마다 펜 입력 데이터를 상이하게 디스플레이할 수 있다.
예를 들면, 넷보드(50)는 ID 정보 마다 색, 투명도, 명암 등을 상이하게 설정하여 펜 입력 데이터를 디스플레이할 수 있다.
이와 같은 양방향 학습 시스템은 복수의 학생과 강사가 함께 참여 가능한 필기 시스템을 구현하여 학습 효과를 높일 수 있다.
도 13 내지 도 18은 종래의 디지털펜을 보여주는 도면이다.
도 13 내지 도 18을 참조하면, 듀얼모드 디지털펜(100)은 몸체부(10), 몸체부(10)의 일단에 마련되며 닷패턴이 형성된 기록매체 상의 위치정보를 감지하여 그래픽정보를 표시하기 위한 정보를 생성하는 제1필기부(20) 및 몸체부(10)의 타단에 마련되며 터치 패널 상에 그래픽 정보를 표시하기 위한 제2필기부(30)를 포함하여 구성될 수 있다.
몸체부(10)는 ABS(Acrylonitrite Butadiene Styrene copolymer)와 PC(Poly Carbonate)의 혼합수지, PP(PolyPropylene), PPS(Poly Phenylene Sulfide) 등의 합성수지와, PMMA 합성수지, PS 합성수지, 유리, 금속류 등과 같은 소재로 이루어질 수 있다.
몸체부(10)는 직경이 동일하거나 또는 상광하협 형태로 구성될 수 있으며, 양단부에는 덮개(미도시)가 구비될 수 있다.
제1필기부(20)는 종이 위에 기록가능한 펜촉 형태로 구성되는 제1펜팁부(21), 제1펜팁부(21)에 가해지는 필압 정보를 생성하는 제1압력감지센서(25), 기록매체(200) 상에서 산란되는 적외선을 감지하는 적외선 센서(23), 감지된 적외선을 이용하여 위치정보를 감지하기 위한 위치정보 산출부(24) 및 적외선 광원(26)을 포함하여 구성될 수 있다.
제1펜팁부(21)는 몸체부(10)의 일단부에서 외부로 돌출되는 펜촉 형태로 형성될 수 있다. 제1펜팁부(21)는 예를 들면, 내부에 저장된 잉크를 이용하여 종이 재질의 기록매체(200)상에 필기가 가능하도록 구성된 볼펜, 마킹펜, 만년필 등의 펜촉과 동일한 형태로 구성될 수 있다.
제1압력감지센서(22)는 제1펜팁부(21)와 인접하며 제1펜팁부(21)에 가해지는 압력을 감지할 수 있다.
제1압력감지센서(22)는 제1펜팁부(21)와 기록매체(200)간의 접촉시, 제1펜팁부(21)에 가해지는 힘에 비례하는 압력을 수치로 산출한 필압 정보를 생성할 수 있다.
적외선 센서(23)는 제1펜팁부(21)에 인접하여 위치하며 기록매체(200) 상에서 산란되는 적외선을 감지할 수 있다.
위치정보 산출부(24)는 적외선 센서(23)에서 감지한 적외선을 이용하여 기록매체(200)상에 형성된 닷패턴을 인지할 수 있으며, 이를 통하여 기록매체(200)상에서의 위치 정보를 산출할 수 있다.
닷패턴(400)은 가상의 격자선(420)과 다수의 마크(410)를 포함하며 각각의 마크(410)는 가상의 격자선(420)의 교점을 중심으로 일정한 간격을 두고 형성될 수 있다. 각각의 마크(410)는 가상의 격자선(420)의 교점을 중심으로 형성되는 위치에 따라 결정되는 패턴값에 의하여 위치정보를 제공할 수 있다.
마크(410)는 예를 들면 프탈로시아닌계화합물, 나프탈로시아닌계화합물, 아미늄계화합물계를 재료로 하는 적외선 흡수 잉크로 형성될 수 있다.
마크(410)는 가상의 격자선(420)의 교점을 중심으로 일정한 간격을 두고 형성되어 각각의 마크(410)값을 가지며, 마크(410)값은 적어도 두 개 이상의 상이한 수의 조합으로 구성될 수 있다.
마크(410)의 형태는 원형, 타원형, 다각형, 직선 등 다양한 형태를 가지되, 하나의 기록매체 상에는 한 종류의 마크(410)가 사용되는 것이 바람직하다.
마크(410)는 가상의 격자선(420)의 교점과의 관계에 따라 4가지의 위치에 존재할 수 있고, 마크(410)가 a와 같이 교점 우측에 위치하는 경우 마크(410)값을 "1"로, b와 같이 상단에 위치하는 경우 마크(410)값을 "2"로, c와 같이 좌측에 위치하는 경우 마크(410)값을 "3"으로, d와 같이 하단에 위치하는 경우 마크(410)값을 "4"로 나타냄으로써 가상 격자선(420)의 교점을 중심으로 한 마크(410)의 위치에 따라 위치정보를 제공할 수 있다.
또한, 마크(410)는 가상의 격자선(420)상이 아닌 대각선 방향으로도 형성될 수 있으며 하나의 가상 격자선(420)의 교점에 다수의 마크(410)가 형성되어 위치 정보를 제공할 수 있다. 이 경우 각각의 마크(410)값은 x좌표와 y좌표로 분리되는 방식으로 임의의 좌표로 표현될 수 있으며, 위치정보는 좌표로 표현되는 마크(410)값으로부터 제공될 수 있다.
가상의 격자선(420)은 일정한 간격을 두고 가로 및 세로로 형성될 수 있다. 격자선(420) 사이의 거리는 250 내지 300㎛로 형성될 수 있으며, 마크(410)는 가상의 격자선(420)의 교점을 중심으로 1/4 또는 1/8의 거리를 둔 지점에 형성될 수 있다. 또는 마크(410)는 가상의 격자선(420)의 교점을 중심으로 두 개 이상의 마크(410)가 연관되어 형성 될 수 있다.
적외선 센서(23)는 기록매체(200)의 표면 중 마크(410)가 형성되지 않은 부분에서 산란되는 적외선을 감지할 수 있으며, 위치정보 산출부(24)는 이를 이용하여 6ⅹ6 크기의 격자선(420)상에서 가로세로 6개씩 36개의 마크(410)를 인식한 경우, 각각의 마크(410)값에 따른 위치정보를 산출하고 이를 이용하여 기록매체(200)상에서의 절대 위치를 파악할 수 있다.
적외선 광원(26)은 외부로 적외선을 투광할 수 있다. 적외선 광원(26)은 기록매체(200) 상으로 적외선을 투광하여, 기록매체(200) 상에서 산란되는 적외선을 적외선 센서(23)가 감지할 수 있게 한다.
적외선 광원(26)은 자체적으로 적외선 광원이 장착된 기록매체에 사용되는 경우에는 필요하지 않은 경우가 있지만, 자체 적외선 광원이 없는 기록매체나 적외선 광원이 있더라도 적외선 센서(23)가 감지하기 어려운 경우에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.
가상의 격자선(420)과 마크(410)로 구성되는 닷패턴을 인지하여 기록매체(200)상에서의 위치정보를 산출하는 일례를 들어 설명하였으나, 기록매체(200)상에 형성되는 임의의 패턴을 이용하여 위치정보를 산출할 수 있는 모든 알고리즘이 적용될 수 있음은 당연하다 할 것이다.
또한, 본 발명의 일실시예에서 기록매체(200)란 종이를 재질로 하는 기록매체뿐만이 아니라, 닷패턴을 표현할 수 있는 모든 디스플레이 매체를 포함한다 할 것이다.
제2필기부(30)는 도전성을 갖는 캡 형태로 구성되는 제2펜팁부(31) 및 제2피가압부(32)를 통하여 제2펜팁부(31)에 가해지는 필압 정보를 생성하는 제2압력감지센서(33)를 포함하여 구성될 수 있다.
제2펜팁부(31)는 도전성 물질로 구성되어 정전용량 방식의 터치 패널(300)상에서 캐패시터의 전극을 움직여 정전 용량을 변화시킴으로써 이동 경로에 따라 그래픽 정보를 표시할 수 있다.
제2펜팁부(31)는 예를 들면, 알루미늄과 카본이 함유된 실리콘을 주성분으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일실시예에서는 정전용량 방식의 터치 패널(300)상에서 동작하는 제2펜팁부(31)를 예로들어 설명하였으나, 저항막 방식 또는 광센서 방식의 터치 패널(300)상에서 동작하는 경우에는 일반적인 고무 소자 등으로 구성될 수 있음은 본 발명의 기술사상에 포함되는 범위라 할 것이다.
제2압력감지센서(32)는 제2펜팁부(31)와 인접하며 제2펜팁부(31)에 가해지는 압력을 감지할 수 있다.
제2압력감지센서(32)는 제2펜팁부(31)와 터치 패널(300)간의 접촉시, 제2펜팁부(31)에 가해지는 힘에 비례하는 압력을 수치로 산출한 필압 정보를 생성할 수 있다.
통신부(40)는 유선 또는 무선 통신 방식을 통하여 제1필기부(20) 또는 제2필기부(30)에서 생성한 정보를 외부단말기로 전송할 수 있다. 통신부(40)의 정보 전송은 내장된 MCU(미도시)에 의하여 동작이 제어될 수 있다.
통신부(40)는 제1필기부(20)를 이용하여 필기 동작을 수행하는 경우에는 위치정보 및 필압정보를 함께 전송할 수 있으며, 제2필기부(30)를 이용하여 필기 동작을 수행하는 경우에는 필압정보 만을 전송하도록 제어될 수 있다.
이 경우에는 듀얼모드 펜에서 전송된 필압 정보와 터치패널의 위치정보 감지부(310)에서 감지한 위치 정보를 결합하여 하나의 필기정보로 완성하여 사용될 수 있다.
듀얼모드 디지털펜(100)의 내부에는 기타 통신수단을 위한 장치, 마이크 및 스피커 등의 다양한 기능을 수행할 수 있는 장치가 내장될 수 있으며, 내장된 MCU에 의하여 동작이 제어될 수 있다.
도 19 및 도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다목적 펜을 보여주는 도면이다.
도 19를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 다목적 펜(100)은 몸체의 외주면에 형성되는 쿠션부(800)를 더 포함할 수 있다.
도 20을 참조하면, 쿠션부(800)는 다목적 펜(100)의 외주면, 구체적으로는, 사용자가 다목적 펜(100)을 받치는 손가락이 맞닿는 부분에 형성됨으로써, 쿠션감을 제공할 수 있다.
쿠션부(800)는 후면 플레이트(810), 전면 플레이트(820), 제1 상승 플레이트(830), 제2 상승 플레이트(840) 및 승하강부(850)를 포함할 수 있다.
후면 플레이트(810)는 다목적 펜(100)의 외주면에 볼트(B)를 통해 고정 설치될 수 있다.
전면 플레이트(820)는 후면 플레이트(810)와 일정 간격을 두고 설치될 수 있다.
제1 상승 플레이트(830)는 일측이 제1 회동 핀(830a)을 통해 후면 플레이트(810)의 상측에 회동 가능하게 설치될 수 있다.
제2 상승 플레이트(840)는 타측이 제2 회동 핀(840a)을 통해 전면 플레이트(820)의 상측에 회동 가능하게 설치될 수 있다.
제1 상승 플레이트(830)의 타측과 제2 상승 플레이트(840)의 일측은 승하강 핀(830b)을 통해 상호 회동 가능하게 설치될 수 있다.
승하강부(850)는 후면 플레이트(810), 전면 플레이트(820), 제1 상승 플레이트(830) 및 제2 상승 플레이트(840)에 의해 형성되는 내부 공간(S)에 설치될 수 있다.
승하강부(850)는 제1 돌기(851), 제2 돌기(852) 및 탄성 브릿지(853)를 포함할 수 있다.
제1 돌기(851)는 단면이 반원 형태로 구비될 수 있으며, 굴곡진 부분이 전면 플레이트(820)를 향하도록 후면 플레이트(810)에 설치될 수 있다.
제2 돌기(852)는 단면이 반원 형태로 구비될 수 있으며, 굴곡진 부분이 후면 플레이트(810)를 향하도록 전면 플레이트(820)에 설치될 수 있다.
즉, 제1 돌기(851) 및 제2 돌기(852)는 내부 공간(S)에서 대칭 형태로 구비될 수 있다.
제1 돌기(851) 및 제2 돌기(852)는 상호 마주하는 면에 복수의 홈 부(851a, 852a)를 각각 형성할 수 있으며, 이에 더하여, 제1 돌기(851)는 상하측에 하나 이상의 제1 보조 홈(851b)을 형성하고, 제2 돌기(852)는 상하측에 하나 이상의 제2 보조 홈(852b)을 형성할 수 있다.
탄성 브릿지(853)는 단면이 반원 형태로 구비될 수 있으며, 제1 돌기(851) 및 제2 돌기(852)를 연결할 수 있다.
즉, 탄성 브릿지(853)의 양단은 각각 제1 돌기(851) 및 제2 돌기(852)의 상측에 연결 설치될 수 있다. 이때, 탄성 브릿지(853)의 상측면은 제1 상승 플레이트(830) 및 제2 상승 플레이트(840)와 맞닿은 상태로 배치될 수 있다. 이러한 탄성 브릿지(853)는 상부면에 복수의 홈 부(853a)를 형성할 수 있다.
제1 돌기(851), 제2 돌기(852) 및 탄성 브릿지(853)는 합성고무, 타이어 재질 또는 연질 플라스틱 등과 같은 탄성력을 갖는 재질로 구비될 수 있다.
이러한 쿠션부(800)는 전면 플레이트(820)에 후면 플레이트(810) 방향으로 충격이 가해지는 경우, 탄성 브릿지(853)가 접히면서 제1 상승 플레이트(830) 및 제2 상승 플레이트(840)가 상호 연결된 승하강 핀(830b) 부분을 상방으로 가압하여 제1 상승 플레이트(830) 및 제2 상승 플레이트(840)가 접히면서 상승하도록 한다.
여기에서, 제1 돌기(851) 및 제2 돌기(852)는 전면 플레이트(820)가 후면 플레이트(810) 측으로 이동함에 따라 상호 맞닿아 휘어짐으로써 전면 플레이트(820)로 가해지는 충격을 흡수할 수 있으며, 나아가, 홈 부(851a, 852a, 853a), 제1 보조 홈(851b) 및 제2 보조 홈(852b)은 제1 돌기(851), 제2 돌기(852) 및 탄성 브릿지(853)의 휘어짐을 용이하게 한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 다목적 펜

Claims (15)

  1. 펜 형태로 형성되는 다목적 펜에 있어서,
    종이에 입력되는 펜 입력의 궤적을 감지하여 펜 입력 데이터를 생성하고, 원격의 넷보드에 펜 입력 데이터를 전송하는 필기부; 및
    상기 다목적 펜의 외주면에 형성되는 쿠션부;를 포함하고,
    상기 쿠션부는,
    상기 다목적 펜의 외주면에 볼트를 통해 고정 설치되는 후면 플레이트;
    상기 후면 플레이트와 일정 간격을 두고 설치되는 전면 플레이트;
    일측이 제1 회동 핀을 통해 상기 후면 플레이트의 상측에 회동 가능하게 설치되는 제1 상승 플레이트;
    일측이 승하강 핀을 통해 상기 제1 상승 플레이트의 타측에 상호 회동 가능하게 설치되고, 타측이 제2 회동 핀을 통해 상기 전면 플레이트의 상측에 회동 가능하게 설치되는 제2 상승 플레이트; 및
    상기 후면 플레이트, 상기 전면 플레이트, 상기 제1 상승 플레이트 및 상기 제2 상승 플레이트에 의해 형성되는 내부 공간에 설치되는 승하강부;를 포함하고,
    상기 승하강부는,
    단면이 반원 형태로 형성되고, 굴곡진 부분이 상기 전면 플레이트를 향하도록 상기 후면 플레이트에 설치되는 제1 돌기;
    단면이 반원 형태로 형성되고, 굴곡진 부분이 상기 후면 플레이트를 향하도록 상기 전면 플레이트에 설치되는 제2 돌기; 및
    단면이 반원 형태로 형성되고, 양단이 각각 상기 제1 돌기의 상측 및 상기 제2 돌기의 상측에 연결 설치되어 상측면이 상기 제1 상승 플레이트 및 상기 제2 상승 플레이트와 맞닿은 상태로 배치되고, 상기 전면 플레이트에 상기 후면 플레이트 방향으로 힘이 가해지는 경우, 상기 승하강 핀 부분을 상방으로 가압하여 상기 제1 상승 플레이트 및 상기 제2 상승 플레이트가 접히면서 상승하도록 하는 탄성 브릿지;를 포함하는, 다목적 펜.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다목적 펜의 단부에 형성되고, 사용자의 펜 입력에 따른 접촉을 감지하는 접촉감지부;를 더 포함하는, 다목적 펜.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 다목적 펜의 단부에 형성되고, 사용자의 펜 입력의 궤적을 감지하는 광센서부;를 더 포함하는, 다목적 펜.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 광센서부는,
    광학센서, 발광다이오드(LED), 레이저센서 및 블루트랙센서 중 하나 이상을 포함하는, 다목적 펜.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 다목적 펜의 적어도 일측에 형성되고, 상기 다목적 펜의 적어도 하나의 축 상에서의 회전, 이동 및 기울임 중 적어도 하나와 같은 상태 변화를 감지하는 모션감지부;를 더 포함하는, 다목적 펜.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 모션감지부는,
    가속도 센서, 자이로 센서, 지자기 센서 및 지자계센서 중 적어도 하나를 포함하는, 다목적 펜.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 다목적 펜의 움직임을 고려하여 펜 입력 데이터를 생성하는 펜입력분석부;를 더 포함하는, 다목적 펜.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 다목적 펜의 움직임을 고려하여 삭제 데이터를 생성하는 지우개부;를 더 포함하는, 다목적 펜.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 펜입력분석부는,
    상기 접촉감지부에 의해 접촉이 감지되는 동안 상기 광센서부에 의해 감지된 펜 입력의 궤적을 제 1 펜 입력으로 생성하고, 상기 접촉감지부에 의해 판단된 펜 입력의 수행여부 및 상기 모션감지부에 의해 감지된 상태 변화로부터 상기 접촉감지부에 의해 감지되는 접촉을 수반하지 않는 제 2 펜 입력을 생성하고, 상기 제 1 펜 입력 및 상기 제 2 펜 입력 중 하나의 펜 입력이 다른 하나의 펜 입력에 후속하는 경우, 하나의 펜 입력의 펜 입력 개시 지점은 다른 하나의 펜 입력의 펜 입력 종료 지점과 동일하게 하여, 상기 펜 입력 데이터를 생성하는, 다목적 펜.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 지우개부는,
    상기 접촉감지부에 의해 접촉이 감지되는 동안 상기 모션감지부에 의해 감지된 상태변화 중 좌우방향으로의 이동에 대한 상태변화를 감지하는 경우, 상기 넷보드에서 마지막 펜 입력 데이터가 출력된 지점으로부터 좌측 또는 우측으로 소정 거리만큼 출력된 펜 입력 데이터의 삭제 동작 명령을 포함하는 상기 삭제 데이터로 생성하는, 다목적 펜.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 필기부는,
    어느 하나의 알파벳에 대하여 적어도 하나 이상의 형태를 포함하는 특정 언어의 알파벳 형상 데이터를 수집하여 특징값을 추출하고, 심층 신경망을 통해 반복 학습을 진행하여 텍스트 형태 분석 모델을 구축하고, 상기 텍스트 형태 분석 모델에 상기 펜 입력 데이터를 입력하여 해당 펜 입력 데이터의 특징 값 및 그 특징 값이 나타내는 알파벳을 식별하고, 식별한 알파벳을 특정 글씨체로 변환하여 상기 넷보드로 전송하는, 다목적 펜.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 펜 입력 데이터를 상기 넷보드로 전송하는 통신부;를 더 포함하는, 다목적 펜.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 펜 입력 데이터를 저장하는 메모리부;를 더 포함하는, 다목적 펜.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 다목적 펜의 제어에 대한 사용자 명령을 입력 받는 사용자 인터페이스부;를 더 포함하는, 다목적 펜.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 다목적 펜의 적어도 일측에 형성되고, 사용자로부터의 음성 신호를 입력 받아 문자 형태로 변환하여 상기 펜 입력 데이터로 생성하는 마이크부;를 더 포함하는, 다목적 펜.

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