KR20000012402A - 라이트 펜 마우스 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모니터 상에 주사된 광을 감지하여 좌표값을 검출함과 아울러 외관이 펜형태로 이루어진 라이트 펜 마우스 장치에 관한 것으로서, 외관이 펜 형상으로 이루어져 각종 기능의 설정 버튼을 구비함과 아울러, 펜 촉(觸) 부분을 모니터의 화면상에 접촉하여 그 펜촉이 지시하는 곳의 상기 화면상의 주사 광을 감지하는 라이트 펜(10); 상기 모니터의 화면처리를 위한 수평 및 수직동기신호를 입력하는 신호입력부(20); 상기 입력된 수평 및 수직 동기신호에 동기하여 화면의 수평 및 수직 픽셀의 수에 대응하도록 각각 카운트하는 제1 및 제2 카운터(31)(32); 상기 라이트 펜(10)을 통해 감지된 광 신호 및 상기 각 카운터(31,32)의 카운트 값에 의거하여 상기 모니터 화면의 X,Y좌표값을 계산하는 제어부(40); 및 상기 제어부(40)에 의해 계산된 상기 X,Y좌표값 및 상기 상기 라이트 펜(10)을 통해 설정되는 각종 기능의 설정 신호를 컴퓨터(PC)의 마우스 포트를 통해 화면처리 등의 제어를 위한 마이크로프로세서(미도시) 측으로 제공하는 통신부(50)로 구성되어, 펜과 같이 손쉽게 쥐고서 마우스로 사용할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

라이트 펜 마우스 장치{Light Pen Mouse Apparatus}

본 발명은 라이트 펜 마우스 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모니터 상에 주사된 광을 감지하여 좌표값을 검출함과 아울러 외관이 펜형태로 이루어진 라이트 펜 마우스 장치에 관한 것이다.

일반적으로 마우스는 컴퓨터 시스템에서 디스 플레이 화면 즉 모니터 상의 위치를 지시하는 장치를 가리키는 것으로, 밑면에 회전 가능하게 설치된 볼이 있고, 상면에 기능 설정을 위한 버튼이 설치되어 있으며, 전체적인 외관 형상이 "쥐"와 비슷하기 때문에 마우스(Mouse)란 명칭이 붙었다. 화면상의 위치는 마우스 커서를 맞추어 검출하는 데, 마우스 커서를 화면상의 임의 위치로 이동시키려면 마우스를 평면상에서 움직여 상기 볼을 회전시켜서 하게 되는 데, 이 때 상기 마우스 커서의 이동량은 2차원적인 볼의 회전수에 비례하게 된다.

한편 컴퓨터 시스템을 구성하는 모니터는 대개 1초에 60∼85 프레임(Frame)을 보여 준다, 각 프레임에 대한 신호는 컴퓨터의 브이지에이(VGA) 카드에서 발생 출력하는 데, 이때 상기 VGA카드는 각 프레임의 시작 시점에서 수직동기신호(V_SYNC)를 출력하고, 화면설정에 맞추어 수평동기신호(H_SYNC)를 출력하게 된다. 즉, 화면설정을 위한 수평×수직 해상도가 1024×768이고 1초에 보내는 프레임의 수가 85일 경우, 전후(前後) 2개의 수직동기신호 사이에 768번의 수평동기신호가 나오게 되고, 모니터의 전자총은 상기 동기신호에 동기하여 화면상의 각 픽셀에 광을 주사하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 모니터의 기술 특성을 이용하여 보다 편리하고 유용한 마우스를 만들기 위해 창작된 것으로서, 그 기술적 목적은 모니터 상에 주사된 광을 감지하여 좌표를 검출하되, 외관이 펜 형상을 이루면서 기존 마우스의 설정 기능을 모두 갖춘 라이트 펜 마우스 장치를 제공하고자 하는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이트 펜 마우스 장치의 블록도이고,

도 2는 도 1의 라이트 펜의 외관 및 구성을 나타낸 도면이고.

도 3은 도 1의 제 1 및 제 2 카운터의 카운트 값에 대한 예시도이고,

도 4는 본 발명에서 도 2의 라이트 펜의 펜촉 부위가 접촉된 모니터 화면상 지점의 제 1 및 제2 카운트값을 설명하는 도면이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 라이트 펜 11 : 라이트 펜의 몸체

11a : 신호 전송선 12 : 광 센서

13 : 압력 센서 14 : 상위 버튼

15 : 하위 버튼 16 : 휠

17 : 광전변환기 18 : 증폭기

19 : 여과기 20 : 신호 입력부

30 : 카운터 40 : 제어부

50 : 통신부

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 라이트 펜 마우스 장치는, 펜(Pen) 형상으로 이루어져 각종 기능의 설정 버튼을 구비함과 아울러, 펜 촉(觸) 부분을 모니터의 화면상에 접촉하여 그 화면상에 주사된 주사 광을 감지하는 설정/감지수단; 상기 모니터의 화면처리를 위해 발생되는 수평동기신호 및 수직동기신호를 입력신호로 처리하는 신호 입력수단; 상기 입력되는 수평동기신호 및 수직동기신호에 동기하여 화면의 수평 및 수직 픽셀의 수에 대응하도록 각각 카운트(count)를 수행하는 카운터 수단; 상기 감지된 광 신호 및 상기 각 카운트 값에 의거하여 상기 화면의 좌표값을 계산하는 제어수단; 및 상기 계산된 좌표값 및 상기 각종 기능의 설정 신호를 마우스 포트를 통해 컴퓨터의 제어수단으로 제공하는 통신수단을 포함하여 구성되고, 특히 상기 설정/감지수단은, 펜 형상의 몸체와; 상기 몸체의 펜촉 부위에 설치되어 광을 감지하는 광 센서와; 상기 광센서를 지지하면서 상기 펜촉 부위에 가해지는 누름 압력을 감지하는 압력센서부와; 상기 몸체의 하부에 설치되어 클릭 및 메뉴 선택 등의 기능 설정을 위한 상/하위 버튼과; 상기 몸체의 상부에 설치된 휠(Wheel)과; 상기 몸체의 내부에 설치되어 상기 광 센서에 의해 감지되는 광 신호를 증폭하고 여과하는 증폭/여과수단과; 및 상기 증폭/여과된 광 신호, 상기 압력 감지신호, 상기 기능 설정 신호 및 상기 휠 신호를 상기 제어수단으로 전송하기 위한 신호전송수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 라이트 펜 마우스 장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이트 펜 마우스 장치의 블록도로서, 외관이 펜 형상으로 이루어져 각종 기능의 설정 버튼을 구비함과 아울러, 펜 촉(觸) 부분을 모니터의 화면상에 접촉하여 그 펜촉이 지시하는 위치의 상기 화면상의 주사 광을 감지하는, 기능 설정 및 광 감지 수단으로서의 라이트 펜(10); 상기 모니터의 화면처리를 위해 발생되는 수평동기신호 및 수직동기신호를 입력신호로 처리하는 신호 입력부(20); 상기 신호 입력부(20)를 통해 입력되는 수평동기신호에 동기하여 화면의 수평 픽셀의 수에 대응하도록 카운트(count)를 수행하는 제 1 카운터(Counter)(31)와, 상기 신호 입력부(20)를 통해 입력되는 수직동기신호에 동기하여 화면의 수직 픽셀의 수에 대응하도록 카운트(count)를 수행하는 제 2 카운터(Counter)(32)로 구성된 카운터부(30); 상기 라이트 펜(10)을 통해 감지된 광 신호 및 상기 각 카운터(31,32)의 카운트 값에 의거하여 상기 모니터 화면상의 X,Y좌표값을 계산하되, 상기 광 신호의 감지시 상기 제 1 카운터(31)의 카운트 값을 X좌표값으로 계산하고, 상기 제 2 카운터(32)의 카운트 값을 Y좌표값으로 계산하는 제어부(40); 및 상기 제어부(40)에 의해 계산된 상기 X,Y좌표값 및 상기 상기 라이트 펜(10)을 통해 설정되는 각종 기능의 설정 신호를 컴퓨터(PC)의 마우스 포트를 통해 화면처리 등의 제어를 위한 마이크로프로세서(미도시) 측으로 제공하는 RS-232와 같은 통신부(50)로 구성되어 있다.

상기 라이트 펜(10)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 펜 형상의 몸체(11)와, 상기 몸체(11)의 선단부 펜촉 부위에 설치되어 광을 감지하는 포토다이오드와 같은 광 센서(12)와, 상기 광센서(12)를 지지하면서 상기 펜촉 부위에 가해지는 누름 압력을 감지하는 압력센서(13)와, 상기 몸체(11)의 하부에 설치되어 클릭 및 메뉴 선택 등의 기능 설정을 위한 상/하위 버튼(14,15); 상기 몸체의 상부에 설치된 휠(Wheel)(16)과; 상기 몸체의 내부에 설치되어 상기 광 센서에 의해 감지되는 광 신호를 전기적 신호로 변환하는 광전변환기(17)와; 상기 광전변환기(17)에 의해 변환된 신호를 증폭하는 증폭기(18)와; 상기 증폭기(18)에 의해 증폭된 신호에서 잡음을 제거하고 순수한 신호만을 통과하는 여과기(19)와; 상기 여과된 신호, 상기 압력 감지신호, 상기 기능 설정 신호 및 상기 휠 신호를 상기 제어부(40)로 전송하기 위해 상기 몸체(11)의 후단에서 외부로 돌출되어 있는 신호전송수단으로서의 신호전송선(11a)으로 구성되어 있다.

또한, 상기 라이트 펜(10)을 기존의 볼 마우스와 비교하여 보면, 상기 상위버튼(14)은 볼 마우스의 왼쪽 버튼과 같이 클릭 등의 기능을 수행하고, 상기 하위버튼(15)은 볼 마우스의 오른쪽 버튼과 같이 메뉴 선택 등의 기능을 수행하며, 상기 휠(16)은 기존의 휠 마우스의 휠과 같은 기능을 수행하는 것이다.

이어, 본 발명의 동작에 대하여 설명한다.

일반적으로 모니터는 1초에 약 60 내지 85 프레임을 보여주며, 각 프레임에 대한 수평 및 수직 동기 신호는 PC의 VGA카드에서 발생됨을 상술한 바 있다.

이와 같은 모니터의 화면상 일개소(일예로, 도 4의 N,M점)에 상기 라이트 펜(10)의 펜촉부위 즉, 광 센서(11)를 갖다 대고, 약간 눌러주어 상기 압력센서(12)에 압력을 가하거나 상기 상위 버튼(14)을 누를 경우, 상기 라이트 펜(10)은 온(ON)됨과 아울러 상기 광센서(11)는 상기 갖다 댄 곳의 화면상 픽셀에 주사되는 주사 광을 감지하게 된다. 상기 감지된 광 신호는 상기 광전변환기(17)를 통해 전기적 신호로 변환되고, 상기 증폭기(18)를 통해 증폭되며, 상기 여과기(19)를 통해 잡음이 제거된 순수한 신호로 여과된 후, 상기 신호전송선(11a)을 통해 상기 제어부(40)로 전송된다.

한편, 상기 신호 입력부(20)에서는 상기 VGA카드에서 출력되는 수평동기신호와 수직동기신호를 입력하여 상기 제 1 및 제 2 카운터(31,32)에 제공하는 바, 상기 제 1 카운터(31)는 상기 신호 입력부(20)를 통해 입력되는 수평동기신호에 동기하여 화면 설정에 따른 수평 픽셀의 수에 대응하도록 카운트(count)를 수행하고, 상기 제 2 카운터(32)는 상기 신호 입력부(20)를 통해 입력되는 수직동기신호에 동기하여 화면 설정에 따른 수직 픽셀의 수(즉, 수평동기신호의 수와 동일 함)에 대응하도록 카운트(count)를 수행한다. 보다 자세히 설명하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 카운터(31)는 화면 설정에 따른 수평×수직 해상도(또는 수평×수직 픽셀 수 라함)가 1024×768일 경우 상기 수평동기신호에 동기하여 최대 1024번을 카운트한 다음 후속 수평동기신호가 입력되면 다시 '영(zero)'으로 리셋(Reset) 되며, 상기 제 2 카운터(32)는 상기 수직동기신호에 동기하여 최대 768번을 카운트한 다음 후속 수직동기신호가 입력되면 다시 '영'으로 리셋된다.

따라서, 상기 제어부(40)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 광 센서(11)를 통해 상기 화면상에서 감지된 광신호가 상기와 같은 과정을 통해 증폭 여과되어 입력된 그 시점에서, 상기 제 1 및 제 2 카운터(31,32)로부터 입력된 카운트 값(N,M)을 각각 레지스터(미도시)에 저장함과 동시에 상기 카운터 값(N,M)을 X좌표값 및 Y좌표값으로 인식한 후, 이와 같이 구해진 X,Y좌표값을 상기 통신부(50)를 통해 PC로 전송한다. 상기 PC의 디바이스 드라이버(Device Drive)는 상기 전송된 좌표값 정보를 가지고 마우스에 이용하게 된다.

본 발명은, 상술된 바와 같이 광 감지를 이용한 좌표검출을 기술적 바탕으로 하고 있기 때문에, 상기 광 센서(11)를 통한 주사광의 감지가, 상기 모니터 화면상의 밝은 부분에서는 잘 작동되지만, 어두운 부분에서는 동작을 멈추어 버리는 문제가 있게 된다. 따라서, 본 발명에서는 다음과 같은 방법을 이용하여 어두운 화면상에서도 광 감지가 구현되도록 한다.

상기 모니터의 화면상에 주사되는 주사선에는 칼라를 표현하기 위한 빛의 삼원색인 적색(red), 녹색(green), 및 청색(green) 신호선과 동기를 맞추기 위한 수평동기 및 수직 동기 신호가 있고, 그 적, 녹, 청색 신호의 크기에 따라 명도와 채도의 차이가 생기게 되는 것인 바, 만약 상기 제어부(40)는 상기 라이트 펜(10)을 통하여 적,녹,청 신호 중 어떠한 신호도 입력되지 않을 경우에는, 강제적으로 적,녹,청 신호의 전부 또는 한 개의 신호 선에 한 프레임의 전압이 인가되도록 하는 제어신호를 발생하여 상기 PC에 제공함으로서 상기 모니터에서 한 프레임 동안 이전보다 강한 빛이 발산되도록 하고, 이 때, 감지되는 주사광을 이용하여 좌표를 읽음과 동시에 밝은 빛의 마우스 커서가 상기 라이트 펜(10)의 광센서(11) 아래로 이동되도록 한다. 이후는 상기 밝은 빛의 마우스 커서에 의해 어두운 화면상에서도 계속적으로 광신호를 읽을 수 있게 된다. 여기서, 한 프레임 정도의 시간은 모니터의 화면 설정이 60Hz인 경우 1/60초로 약 16.66mSec이므로 인간의 시각으로는 거의 구분하기 어렵기 때문에, 상기와 같이 한 프레임 동안 강한 빛이 발산되도록 하여도 컴퓨터 모니터의 정상 운영에 전혀 지장없도록 하면서 어두운 화면상에서의 광감지를 구현하게 되는 것이다.

또한, 어두운 곳에서의 광감지를 위한 다른 방법은, 상기 화면상에 띄워진 밝은 빛의 상기 마우스 커서를 이용하는 것인 바, 이는 상기 라이트 펜(10)의 상기 광센서(11)를 상기 마우스 커서의 중앙에 대고 그 마우스 커서가 있는 곳의 광 감지를 함으로서 상술된 바와 같이 상기 광 감지 시의 카운트된 값으로 좌표를 검출한 후, 화면상의 원하는 위치로 상기 마우스 커서를 끌고 간 다음, 그 원하는 위치에 있는 상기 마우스 커서를 터치하여 그 곳의 좌표를 동일한 방법으로 검출하도록 한다.

이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 라이트 펜 마우스 장치는, 모니터 상에 주사된 광을 감지하여 좌표를 검출하되, 외관이 펜 형상을 이루면서 기존 마우스의 설정 기능을 모두 갖추고 있으므로, 펜과 같이 손쉽게 쥐고서 마우스로 사용할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (7)

1. 펜(Pen) 형상으로 이루어져 각종 기능의 설정 버튼을 구비함과 아울러, 펜 촉(觸) 부분을 모니터의 화면상에 접촉하여 그 접촉점에 화면의 주사광이 지나는 것을 감지하는 설정/감지수단;

   상기 모니터의 화면처리를 위해 발생되는 수평동기신호 및 수직동기신호를 입력신호로 처리하는 신호 입력수단;

   상기 입력되는 수평동기신호 및 수직동기신호에 동기하여 화면의 수평 및 수직 픽셀의 수에 대응하도록 각각 카운트(count)를 수행하는 카운터 수단;

   상기 감지 시점의 상기 각 카운트 값에 의거하여 상기 주사광이 감지된 점의 좌표값을 계산하는 제어수단; 및

   상기 계산된 좌표값 및 상기 각종 기능의 설정 신호를 마우스 포트를 통해 컴퓨터로 제공하는 통신수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 라이트 펜 마우스 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 설정/감지수단은, 펜 형상의 몸체; 상기 몸체의 펜촉 부위에 설치되어 광을 감지하는 광 센서; 상기 광센서를 지지하면서 상기 펜촉 부위에 가해지는 누름 압력을 감지하는 압력센서부; 상기 몸체의 하부에 설치되어 클릭 및 메뉴 선택 등의 기능 설정을 위한 상/하위 버튼; 상기 몸체의 상부에 설치된 휠(Wheel); 상기 몸체의 내부에 설치되어 상기 광 센서에 의해 감지되는 광 신호를 증폭하고 여과하는 증폭/여과수단; 및 상기 증폭/여과된 광 신호, 상기 압력 감지신호, 상기 기능 설정 신호 및 상기 휠 신호를 상기 제어수단으로 전송하기 위한 신호전송수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 라이트 펜 마우스 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 제어수단은 상기 압력감지신호의 입력시, 그 입력 신호를 상기 클릭 기능의 설정시와 동일하게 인식 처리함을 특징으로 하는 라이트 펜 마우스 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어수단은, 상기 광신호 입력시의 상기 카운트 값을 좌표값으로 계산함을 특징으로 하는 라이트 펜 마우스 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 제어수단은, 상기 수평동기신호에 의해 리세트 되면서 카운트된 값을 X좌표값으로하고, 상기 수직동기신호에 의해 리세트 되면서 카운트된 값을 Y좌표값으로 계산하는 것을 특징으로 하는 라이트 펜 마우스 장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어수단은 상기 설정/감지수단을 통해 온신호가 입력되었으나, 광 감지신호가 입력되지 않을 경우, 상기 주사 광의 세기를 일정시간 동안 강하게 제어함을 특징으로 하는 라이트 펜 마우스 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 일정시간은 1프레임 동안인 것을 특징으로 하는 라이트 펜 마우스 장치.