KR20020063021A - 자계센서를 이용한 마우스와 자계센서를 이용한 무선마우스 및 충전 기능을 갖는 무선 마우스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마우스의 볼이 움직임에 따라 발생하는 전기를 전원으로 하여 무선 마우스를 동작하도록 한 충전 기능을 갖는 무선 마우스에 관한 것이다.

따라서, 본 발명은 엔코더 휠의 회전력으로 발전하여 마우스의 구동전원을 발생함으로써, 배터리를 교체할 필요 없이 반영구적으로 사용할 수 있는 이점이 있다.

Description

자계센서를 이용한 마우스와 자계센서를 이용한 무선 마우스 및 충전 기능을 갖는 무선 마우스{Mouse using magnetic field sense and Wireless mouse using magnetic field sense and Wireless mouse using magnetic field sense having charging function}

본 발명은 자계센서를 이용한 마우스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 컴퓨터용 마우스를 동작함에 있어서, 코어와 코일에 의해 발생하는 자계의 변화에 따라 마우스의 동작을 감지하고, 감지된 동작에 대응하는 신호를 컴퓨터로 전송하도록 한 자계센서를 이용한 마우스에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 자계센서를 이용한 무선 마우스 구동장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 컴퓨터용 마우스를 동작함에 있어서, 코어와 코일에 의해 발생하는 자계의 변화에 따라 마우스의 동작을 감지하고, 감지된 동작에 대응하는 신호를 무선 통신방식으로 컴퓨터에 전송하도록 한 자계센서를 이용한 마우스에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 충전 기능을 갖는 무선 마우스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마우스의 볼이 움직임에 따라 발생하는 전기를 전원으로 하여 무선 마우스를 동작하도록 한 충전 기능을 갖는 무선 마우스에 관한 것이다.

일반적으로, 마우스는 개인용 컴퓨터의 모니터 화면 위의 어떤 장소를 가리키거나 또는 그 위치로부터 하나 이상의 동작을 취하기 위해 책상 면 위에서 움직이는 작은 장치이다. 마우스가 컴퓨터 도구로 처음 널리 사용된 것은, 애플컴퓨터사가 마우스를 매킨토시의 표준 입력장치로 만들었을 때부터였지만, 오늘날 마우스는 어떤 개인용 컴퓨터에서도 그래픽 사용자 인터페이스(GUI: graphical user interface)를 위해 없어서는 안될 일부가 되었다.

마우스는 외관상으로 그 크기나 모양 그리고 색깔에 있어 장난감 쥐와 비슷하기 때문에 '마우스'란 이름을 얻게 되었다. 마우스는 플라스틱 '케이스'와 케이스 아랫부분으로 약간 튀어나와 평면 위를 구르도록 만들어진 '볼', 케이스 위 부분에 달린 두 개 이상의 '버튼', 그리고 컴퓨터와의 연결을 위한 '케이블'로 구성된다. 볼이 어떤 방향으로든 평면 위를 구르면, 그 때마다 마우스에 내장된 X축/Y축 센서가 컴퓨터에 신호를 보내어 화면상의 커서 위치를 이동시킨다.

통상의 마우스에 사용되는 센서는 상호 대향되도록 설치된 수광부와 발광부및 이 수광부와 발광부 사이에 설치되고 등 간격으로 슬롯이 형성되며 볼이 회전됨에 따라 연동하여 회전하도록 원판과 볼에 접촉된 축을 갖는 X축/Y축 엔코더 휠(encoder wheel)로 구성된 볼 마우스의 형태를 갖는다.

즉, 사용자가 마우스를 움직이면 이에 따라 볼이 회전하고, 볼의 회전력에 의해 볼과 접촉된 축이 회전함에 따라 X축 및 Y축의 엔코더 휠도 회전한다. 엔코더 휠의 원판에는 등 간격으로 형성된 슬롯이 주기적으로 회전함으로써, 발광부에서 방사된 광을 관통하거나 차단하고, 인접 설치된 한 쌍의 수광센서로 구성된 수광부에서는 수집된 광량과 광이 우선적으로 도달하는 수광센서의 위치정보에 따라 마우스의 이동방향과 이동량을 감지하게 된다.

그런데, 이와 같은 종래의 광 센서를 이용한 볼 마우스에 의하면 다음과 같은 문제점(들)이 발생한다.

즉, 볼이 회전함에 따라 엔코더 휠이 발광부에서 방사된 광을 관통하거나 차단하는 구조이므로, 광 센서를 사용함에 따라 고장발생의 우려가 높고, 전력소모가 많으며, 발광부가 전원에 직접 연결된 구조이므로, 전원 전압의 변동에 따라 수광부의 광량이 변화하여 볼의 회전을 오판하게 되는 경우가 있다.

또한, 유선 마우스의 경우, 마우스와 컴퓨터 본체를 연결하기 위한 케이블로 인하여 작업 공간에 제한을 받게 되며, 작업의 방해요인이 된다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점(들)을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 자계센서를 이용하여 마우스의 포인터를 제어하도록 함으로써, 고장 발생우려가 적은 새로운 개념의 자계센서를 이용한 마우스를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 케이블을 제거하여 작업 공간의 제약을 해소하고, 작업의 방해요인을 제거한 자계센서를 이용한 무선 마우스를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 별도의 전원을 교체할 필요 없이 엔코더 휠의 구동력을 전원으로 이용할 수 있도록 한 충전 기능을 갖는 무선 마우스를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 적용된 마우스의 전체 사시도이고,

도 2는 도 1의 분해사시도이며,

도 3은 본 발명의 핵심 구성을 설명하기 위한 부분확대도이고,

도 4는 본 발명의 일 실시예를 나타내는 블럭도이며,

도 5는 도 4에 도시된 제1 발진부와 X축/Y축 검출부의 상세회로도이고,

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 적용된 마우스의 전체 사시도이며,

도 7은 도 6의 분해사시도이고,

도 8은 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 블럭도이며,

도 9는 도 8에 도시된 변조부와 제2 발진부의 상세회로도이고,

도 10은 컴퓨터에 설치된 수신부의 개략적 블럭도이며,

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 적용된 충전기능을 갖는 마우스의 전체 사시도이고,

도 12는 도 11의 부분 상세도이며,

도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 적용된 충전기능을 갖는 마우스의 개략적 블럭도이고,

도 14는 도 13에 도시된 충전부의 상세회로도이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

100: 마우스101, 201, 301: 상부 케이스

102, 202: 하부 케이스106, 207, 315: 코어

107, 108, 208, 209, 304, 305: 엔코더 휠

109, 110, 210, 211, 311, 312: 자계센서

112: 케이블113, 214, 310: 제1 발진부

114, 215, 313: X축 검출부115, 216, 314: Y축 검출부

116, 217, 316: 제어부200, 300: 무선 마우스

206, 303: 표시부213, 221, 319: 안테나

218, 317: 변조부219, 318: 제2 발진부

220, 321: 배터리222: 증폭부

223: 검파부224, BPF: 대역통과필터

225: 2차 증폭부226: 전원 안정부

302: 태양전지306, 307: 커플러

308, 309: 발전기320: 정류부

322: 전원 제어부323: 시간 제어부

L1~L4: 코일D1, D2: 리플 제거용 다이오드

VR1: 오차 보정용 가변저항R1, C1: 시정수 회로

Q1: 발진 트랜지스터OP Amp1, OP Amp2: 비반전 증폭기

SAW1: 표면탄성파 공진기VC1: 버랙터

Q2: 증폭 트랜지스터T1: 임피던스 매칭용 트랜스포머

D3, D4: 정류 다이오드C2: 평활 커패시터

SD1, SD2: 역전압 방지용 쇼트키 다이오드

Q3: 제어 트랜지스터Q4: 스위칭 트랜지스터

R2: 바이어스 저항N1, N2: 마디

이와 같은 목적(들)을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 볼을 이용하여 X축/Y축 엔코더 휠을 회전하고, X축/Y축 엔코더 휠의 회전방향과 회전량을 검출하여 마우스 포인터의 위치를 제어하는 마우스에 있어서: X축 엔코더 휠 및 Y축 엔코더 휠의 각 원판 일 측면에 등간격으로 장착된 다수개의 코어와; 다수개의 코어의 대향되도록 X축 엔코더 휠 및 Y축 엔코더 휠의 각 원판으로부터 소정 거리 이격된 지점에 설치된 X축 자계센서 및 Y축 자계센서와; X축 자계센서 및 Y축 자계센서에 소정주파수의 발진신호를 발생하는 제1 발진부와; X축 자계센서에 연결되고, 다수개의 코어 중 어느 하나의 코어가 접근함에 따라 제1 발진부에서 발생된 발진신호가 가변되는 것을 검출하여 X축 엔코더 휠의 이동방향과 이동량을 판정하는 X축 검출부와; Y축 자계센서에 연결되고, 다수개의 코어 중 어느 하나의 코어가 접근함에따라 제1 발진부에서 발생된 발진신호가 가변되는 것을 검출하여 Y축 엔코더 휠의 이동방향과 이동량을 판정하는 Y축 검출부와; X축 검출부에 의해 검출된 X축 엔코더 휠의 이동방향과 이동량 및 Y축 검출부에 의해 검출된 Y축 엔코더 휠의 이동방향과 이동량에 대한 정보를 마우스 포인터의 위치를 가변하는 제어신호로 변경하여 컴퓨터에 출력하는 제어부를 포함하는 점에 있다.

한편, 본 발명의 다른 특징은, 볼을 이용하여 X축/Y축 엔코더 휠을 회전하고, X축/Y축 엔코더 휠의 회전방향과 회전량을 검출하여 마우스 포인터의 위치를 제어하는 무선 마우스에 있어서: X축 엔코더 휠 및 Y축 엔코더 휠의 각 원판 일 측면에 등간격으로 장착된 다수개의 코어와; 다수개의 코어의 대향되도록 X축 엔코더 휠 및 Y축 엔코더 휠의 각 원판으로부터 소정 거리 이격된 지점에 설치된 X축 자계센서 및 Y축 자계센서와; X축 자계센서 및 Y축 자계센서에 소정주파수의 발진신호를 발생하는 제1 발진부와; X축 자계센서에 연결되고, 다수개의 코어 중 어느 하나의 코어가 접근함에 따라 제1 발진부에서 발생된 발진신호가 가변되는 것을 검출하여 X축 엔코더 휠의 이동방향과 이동량을 판정하는 X축 검출부와; Y축 자계센서에 연결되고, 다수개의 코어 중 어느 하나의 코어가 접근함에 따라 제1 발진부에서 발생된 발진신호가 가변되는 것을 검출하여 Y축 엔코더 휠의 이동방향과 이동량을 판정하는 Y축 검출부와; X축 검출부에 의해 검출된 X축 엔코더 휠의 이동방향과 이동량 및 Y축 검출부에 의해 검출된 Y축 엔코더 휠의 이동방향과 이동량에 대한 정보를 마우스 포인터의 위치를 가변하는 제어신호로 변경하여 컴퓨터에 출력하는 제어부와; 제어부에서 출력된 제어신호를 기 설정된 소정 주파수의 무선 제어신호로 변조하는 변조부와; 변조부를 통하여 제어신호를 변조하기 위한 무선 제어신호의 발진주파수를 발생하는 제2 발진부와; 변조부에 의해 변조되고, 제2 발진부에서 발생된 발진주파수에 실린 변조 제어신호를 컴퓨터로 무선 송출하는 안테나와; 각 구성부의 구동전원을 공급하는 배터리를 포함하는 점에 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 특징은, 볼을 이용하여 X축/Y축 엔코더 휠을 회전하고, X축/Y축 엔코더 휠의 회전방향과 회전량을 검출하여 마우스 포인터의 위치를 제어하는 무선 마우스에 있어서: X축 엔코더 휠 및 Y축 엔코더 휠의 각 원판 일 측면에 등간격으로 장착된 다수개의 코어와; 다수개의 코어의 대향되도록 X축 엔코더 휠 및 Y축 엔코더 휠의 각 원판으로부터 소정 거리 이격된 지점에 설치된 X축 자계센서 및 Y축 자계센서와; X축 자계센서 및 Y축 자계센서에 소정주파수의 발진신호를 발생하는 제1 발진부와; X축 자계센서에 연결되고, 다수개의 코어 중 어느 하나의 코어가 접근함에 따라 제1 발진부에서 발생된 발진신호가 가변되는 것을 검출하여 X축 엔코더 휠의 이동방향과 이동량을 판정하는 X축 검출부와; Y축 자계센서에 연결되고, 다수개의 코어 중 어느 하나의 코어가 접근함에 따라 제1 발진부에서 발생된 발진신호가 가변되는 것을 검출하여 Y축 엔코더 휠의 이동방향과 이동량을 판정하는 Y축 검출부와; X축 검출부에 의해 검출된 X축 엔코더 휠의 이동방향과 이동량 및 Y축 검출부에 의해 검출된 Y축 엔코더 휠의 이동방향과 이동량에 대한 정보를 마우스 포인터의 위치를 가변하는 제어신호로 변경하여 컴퓨터에 출력하는 제어부와; 제어부에서 출력된 제어신호를 기 설정된 소정 주파수의 무선 제어신호로 변조하는 변조부와; 변조부를 통하여 제어신호를 변조하기 위한 무선 제어신호의 발진주파수를 발생하는 제2 발진부와; 각 구성부의 구동전원을 공급하는 배터리와; X축 엔코더 휠과 Y축 엔코더 휠에 각각 연결되어 X축 엔코더 휠과 Y축 엔코더 휠의 회전력을 공급받아 전기를 발전하는 한 쌍의 발전기와; 한 쌍의 발전기에서 발생된 전기를 정류 및 평활하여 직류전압으로 변환한 후, 배터리에 충전하는 정류부를 포함하는 점에 있다.

여기서, 코어는, 아몰퍼스 재질로 이루어진 것이 바람직하다.

또한, 충전기능을 갖는 무선 마우스는, 제1 발진부에 접속된 제1 코일 및 제2 코일과, X축 검출부에 접속된 제3 코일 및 제4 코일이 코어에 권선된 형태로 구성되며, 제1 발진부에서 소정 주파수로 발진된 발진신호가 제3 코일 및 제4 코일에 유도되도록 구성된 제1 자계센서와, 제1 자계센서에 인접 설치되고, 제1 자계센서와 동일한 구성을 갖는 제2 자계센서로 구성된 X축 자계센서와; Y축 엔코더 휠에 부착된 코어에 대향되는 지점에 설치되고, X축 자계센서와 동일한 구성을 갖는 Y축 자계센서를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 제1 발진부는, PNP형 트랜지스터의 베이스는 제2 코일을 통하여 접지되고, PNP형 트랜지스터의 컬렉터는 제1 코일을 통하여 접지되며, PNP형 트랜지스터의 이미터는 정전압원에 연결된 발진회로로 구성된 것이 바람직하다.

이때, 제1 발진부는, X축 자계센서의 제1 자계센서 및 제2 자계센서와, Y축 자계센서의 제1 자계센서 및 제2 자계센서에 각각 대응되도록 적어도 넷 이상의 발진회로를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 발진회로는, PNP형 트랜지스터의 베이스에 연결된 제2 코일과 그라운드 사이에 접속되어 제1 발진부의 발진주파수를 결정하는 시정수회로를 더 포함할 수도 있다.

또한, X축 검출부는, 코어가 제1 자계센서에 접근하지 않은 상태에서 제1 자계센서내의 제3 코일 및 제4 코일에 유도된 자계가 평형을 이루도록 조정하는 오차 보정용 가변저항과; 제3 코일 및 제4 코일에 유도된 자계에 의해 발생한 전원의 리플 성분을 제거하는 리플 제거용 다이오드로 구성된 제1 X축 검출회로를 포함하며; 코어가 제1 자계센서에 접근하지 않은 상태에서 제3 코일 및 제4 코일에 유도된 자계가 평형을 이루어 제1 X축 검출회로의 출력전압은 0[V]가 되고; 코어가 제1 자계센서에 접근한 상태에서 제3 코일 및 제4 코일에 유도된 자계의 세기가 상이하게 되어 제1 X축 검출회로의 출력전압이 소정레벨의 전위를 띄는 것에 의해 X축 엔코더 휠의 이동량을 감지하며; 제1 X축 검출회로와 동일한 구성의 제2 X축 검출회로가 상호 인접 설치되어, 인접 설치된 제1 X축 검출회로와 제2 X축 검출회로 중 자계의 평형이 먼저 상실된 검출회로의 위치를 분석하여 X축 엔코더 휠의 이동방향을 감지하도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 변조부 및 제2 발진부는, 표면탄성파 공진기에 따라 제어부로부터 출력된 제어신호를 일정 주파수의 제어신호로 변조하는 변조용 버랙터와; 변조용 버랙터에 의해 변조된 변조 제어신호를 무선 송출할 수 있도록 소정주파수의 발진신호를 발생하는 표면탄성파 공진기와; 변조용 버랙터에 의해 변조되고, 표면탄성파공진기에서 발생된 발진주파수에 실린 변조 제어신호를 증폭하는 증폭 트랜지스터와; 증폭 트랜지스터에 의해 증폭된 증폭 변조 제어신호의 임피던스와 안테나의 임피던스를 정합하는 임피던스 매칭용 트랜스포머를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 컴퓨터에 설치되고, 마우스의 안테나로부터 송출된 무선 제어신호를 수신하는 수신용 안테나와; 수신용 안테나를 통해 수신된 제어신호를 신호 처리에 적합한 크기로 증폭하는 증폭부와; 증폭부에 의해 증폭된 제어신호 중 잡음 성분을 제거하고, 실제 신호성분만을 검출하는 검파부와; 검파부에 의해 검파된 제어신호 중 기 정의된 주파수대역의 제어신호만을 필터링하는 대역통과필터와; 대역통과필터에 의해 필터링된 순수한 제어신호를 컴퓨터가 식별할 수 있는 전위레벨의 제어신호로 증폭하는 2차 증폭부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 한 쌍의 발전기는, X축 엔코더 휠과 Y축 엔코더 휠의 각 회전축 상에 각각 연장 설치된 것이 바람직하다.

또한, X축 엔코더 휠과 발전기 사이와, Y축 엔코더 휠과 발전기 사이에 설치되어, X축 엔코더 휠 및 Y축 엔코더 휠에서 발생한 회전력을 한 쌍의 발전기에 원활하게 전달하기 위한 커플러를 더 포함할 수도 있다.

또한, 무선 마우스의 상부 케이스의 소정 위치에 설치되고, 배터리와 직렬 연결되어, 태양광을 축적하여 전기에너지로 변환한 후, 배터리를 충전하는 태양전지를 더 포함할 수도 있다.

이때, 태양전지와 배터리 사이에 설치되고, 배터리로부터 발생된 전원이 태양전지에 공급되는 것을 차단하는 역전압 방지소자를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 제어부와 배터리에 접속되고, 제어부에서 출력된 제어신호에 따라 배터리에서 발생된 전원이 무선 마우스내의 각 구성부에 공급되는 것을 제어하는 전원 제어부를 더 포함할 수도 있다.

또한, 제어부와 배터리에 접속되고, 제어부에서 출력된 제어신호에 따라 리셋되어 배터리에서 발생된 전원을 무선 마우스내의 각 구성부에 공급하는 전원 제어부와; 제어부에서 출력된 제어신호에 따라 리셋된 후 카운트를 개시하여 기 설정된 시간동안 제어부의 제어신호가 출력되지 않으면, 전원 제어부를 통하여 배터리에서 발생된 전원이 전원 출력단자를 통해 출력되는 것을 차단하도록 제어하는 시간 제어부를 더 포함할 수도 있다.

이때, 전원 제어부는, 배터리와 전원 출력단자 사이에 접속되고, 배터리에서 발생된 전원이 전원 출력단자에 공급되는 것을 스위칭하는 스위칭소자와; 제어부로부터의 제어신호에 따라 스위칭소자의 스위칭상태를 제어하는 제어소자를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 정류부와 배터리 사이에 설치되고, 배터리로부터 발생된 전원이 정류부에 공급되는 것을 차단하는 역전압 방지소자를 더 포함할 수도 있다.

이때, 역전압 방지소자는, 태양전지와 배터리 사이에 순방향 접속되고, 정류부와 배터리 사이에 순방향 접속된 쇼트키 다이오드인 것이 바람직하다.

또한, 전원 제어부로부터 공급된 배터리의 전원에 따라 발광되어, 무선 마우스의 동작상태를 표시하는 표시부를 더 포함할 수도 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예(들)에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다. 또한, 하기의 설명에서는 구체적인 회로의 구성소자 등과 같은 많은 특정사항들이 도시되어 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.

＜본 발명의 일 실시예＞

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 적용된 마우스의 전체 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 분해사시도가 도시되어 있으며, 도 3에는 본 발명의 핵심 구성을 설명하기 위한 부분확대도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명의 일 실시예를 나타내는 블럭도가 도시되어 있으며, 도 5에는 도 4에 도시된 제1 발진부와 X축/Y축 검출부의 상세회로도가 도시되어 있다.

먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 적용된 마우스의전체적인 구성을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

마우스(100)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상단 케이스(101)와 하단 케이스(102)로 구분되며, 상단 케이스(101)에는 적어도 둘 이상의 버튼(103)이 형성되어 있다. 또한, 하단 케이스(102)에는 상단 케이스(101)에 형성된 버튼(103)에 대응하는 위치에 적어도 둘 이상의 스위치(104)가 버튼(103)과 일대일 대응되도록 형성되어 있으며, 하단 케이스(102)의 대략 중앙 부위에는 볼(105)이 투입된다.

한편, 하단 케이스(102)에는 도 3에 도시된 바와 같이, 볼(105)과 접촉되고 자유 회전 가능하며 축과 등간격으로 코어(106)가 장착된 원판을 갖는 X축/Y축 엔코더 휠(107, 108)이 구성되며, 이 엔코더 휠(107, 108)의 코어(106)로부터 인접된 위치에 코어에 코일이 권선된 X축/Y축 센서(109, 110)가 형성되어 있다. 이때, X축/Y축 엔코더 휠(106, 107)에 장착된 코어(106)의 설치 주기는 X축/Y축 센서(109, 110)의 설치 간격보다는 커야 한다. 여기서, 코어(106)는 아몰퍼스(amorphous)라는 재질로 이루어지며, 이 아몰퍼스는 자장특성이 우수하여 날카로운 히스테리시스(hysterisis) 곡선을 나타내므로 빠른 응답속도를 갖는 특징이 있다.

또한, 하단 케이스(102)의 소정 위치에는 스위치(104)와 X축/Y축 센서(109, 110) 및 기타 각종 구성회로가 실장된 인쇄회로기판(111)이 장착된다. 그리고, 인쇄회로기판(111)에 전기적으로 접속된 케이블(112)이 인출되어 컴퓨터의 직렬포트 혹은 병렬포트에 접속된다.

한편, 도 4를 참조하여 본 발명의 구성을 보다 상세히 설명하면, 제1발진부(113)는 코어에 코일이 권선된 형태로 구성되며, 대략 20㎑의 발진주파수를 발생하고 X축/Y축 센서(109, 110)에 유도하여 X축/Y축 센서(109, 110)를 자화시킨다.

X축/Y축 검출부(114, 115)는 X축/Y축 센서(109, 110)에 연결되어 엔코더 휠(107, 108)의 원판에 장착된 코어(106)의 접근 여부에 따라 마우스(100)의 X축 및 Y축에 대한 이동방향과 이동량을 검출한다.

제어부(116)는 X축/Y축 검출부(114, 115)에 의해 검출된 마우스(100)의 이동방향 및 이동량에 대한 정보를 검출하여 컴퓨터가 인식할 수 있는 제어신호로 변환한 후, 케이블(112)을 통하여 컴퓨터의 입/출력포트(직렬포트 혹은 병렬포트)로 전송한다.

또한, 도 5를 참조하여 도 4에 도시된 제1 발진부(113)와 X축/Y축 검출부(114. 115)의 구성을 보다 상세히 설명하면, 정전압원(V+)은 PNP형 발진 트랜지스터(Q1)의 이미터에 접속되고, 발진 트랜지스터(Q1)의 컬렉터는 제1 코일(L1)을 통하여 그라운드에 접속된다.

또한, 발진 트랜지스터(Q1)의 베이스는 직렬 연결된 제2 코일(L2)과 저항(R1)을 통하여 그라운드에 접속되고, 커패시터(C1)는 저항(R1)에 병렬 연결되어 있다. 이때, 저항(R1)과 커패시터(C1)는 시정수 회로이다.

한편, X축 검출부(114)는 한 쌍의 센서로 구성되며, 이 센서는 코어에코일(L3, L4)을 권선한 형태를 취한다.

즉, X축 검출부(114)에 구성된 한 쌍의 센서 중 하나에는 제1 발진부(113)의 코일(L1)로부터 유기된 전압에 검출하도록 제3 코일(L3)과 제4 코일(L4)이 직렬 연결되고, 이 직렬 연결된 제3 코일(L3)과 제4 코일(L4)의 양단에는 리플 제거용 다이오드(D1, D2)가 각각 접속되며, 리플 제거용 다이오드(D1, D2)의 양단에는 제3 코일(L3)과 제4 코일(L4) 및 리플 제거용 다이오드(D1, D2)의 특성 오차를 보정하기 위한 오차 보정용 가변저항(VR1)이 병렬 연결되어 있다.

또한, 오차 보정용 가변저항(VR1)의 일단에는 제1 비반전 전압증폭기(OP Amp1)와 대역통과필터(BPF1) 및 제2 비반전 전압증폭기(OP Amp2)가 순차적으로 접속되어 있다.

이와 같은 구성으로 하나의 센서가 구성되며, 상기의 구성과 동일한 또 하나의 센서가 인접된 위치에 설치되어 X축 검출부(114)를 구성한다.

또한, Y축 검출부(115)는 상기한 X축 검출부(114)의 구성과 동일하며, Y축 엔코더 휠(106)에 인접된 위치에 설치된다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예의 동작을 설명하면 다음과 같다.

제1 발진부(113)내의 발진 트랜지스터(Q1)의 이미터에는 정전압원(V+)으로부터 일정전압이 항상 공급된다. 이때, 제2 코일(L2)에 접속된 발진 트랜지스터(Q1)의 베이스에는 초기 상태에서 그라운드레벨의 전위가 공급되기 때문에 PNP형의 발진 트랜지스터(Q1)는 턴-온되고, 이로 인하여 발진 트랜지스터(Q1)의 이미터로부터 컬렉터에는 소정의 전위가 흐르게 된다.

발진 트랜지스터(Q1)의 컬렉터에 전위가 흐르면, 제1 코일(L1)에는 소정의 전류가 흘러 코어를 자화시키고, 이에 따라 제2 코일(L2)에는 소정의 전계가 유도된다. 결국, 발진 트랜지스터(Q1)의 베이스에는 소정의 전위가 공급되어 발진 트랜지스터(Q1)를 턴-오프시킨다. 발진 트랜지스터(Q1)가 턴-오프되면, 제1 코일(L1)에는 더 이상 전류가 흐르지 않게 되며, 제1 코일(L1)로부터 제2 코일(L2)에 유기되는 전압이 없으므로, 발진 트랜지스터(Q1)의 베이스는 로직 '로우'상태가 된다. 이에 따라, 발진 트랜지스터(Q1)는 다시 턴-온된다. 이러한 과정을 반복하여 발진회로는 소정주파수로 발진한다. 이때, 제2 코일(L2)에 직렬 연결된 저항(R1)과 커패시터(C1)의 시정수회로를 이용하여 발진주파수가 대략 20㎑가 되도록 설정한다.

한편, 제1 발진부(113)가 발진함에 따라, 1/20,000초 주기로 제1 코일(L1)에는 전류가 흘러 코어를 자화시키고, 이에 따라 제3 코일(L3) 및 제4 코일(L4)에도 일정 전압이 유기된다. 이때, 제3 및 제4 코일(L3, L4)의 결선방향을 결정함에 따라 양전압과 음전압을 선택적으로 검출할 수 있다. 여기서, 본 발명에서는 음전압을 검출하는 것에 한정하여 설명한다. 제3 및 제4 코일(L3, L4)에 유기된 음전압은 리플 제거용 다이오드(D1, D2)에 의해 리플성분이 제거된 후, 펄스형태의 신호가 검출되고, 리플 제거용 다이오드(D1, D2)의 출력전압은 상호 동일한 조건에서 동일한 전위를 나타내므로, 결국 리플 제거용 다이오드(D1, D2)의 양단에는 전위차가 존재하지 않아 마디(N1)의 출력전압은 0[V]가 된다. 즉, 정상적인 상태에서 리플 제거용 다이오드(D1, D2)의 출력전압이 상호 동일한 전위를 나타내도록 오차 보정용 가변저항(VR1)의 저항값을 조정해두면, 엔코더 휠(107)에 장착된 코어(106)가 제3 및 제4 코일(L3, L4)에 접근하지 않은 상태에서는 리플 제거용 다이오드(D1, D2)의 출력전압은 동일한 전위를 갖는다.

이후, 사용자가 마우스(100)를 조작하면, 볼(105)이 회전함에 따라 엔코더 휠(107)이 연동되어 회전한다. 엔코더 휠(107)이 회전하면, 엔코더 휠(107)에 장착된 코어(106)가 제3 코일(L3)과 제4 코일(L4) 혹은 제4 코일(L4)과 제3 코일(L3)에 순차적으로 접근하여 제3 코일(L3) 혹은 제4 코일(L4)에 유도되는 전류레벨을 증폭시킨다. 이에 따라, 평형상태를 유지하던 제3 코일(L3)과 제4 코일(L4)의 전류레벨이 변화하게 되고, 이로 인하여 마디(N1)에는 일정 전위를 띈 펄스신호가 출력된다.

이 펄스신호는 제1 비반전 증폭기(OP Amp1)에 의해 1차 증폭되고, 대역통과필터(BPF1)를 통하여 노이즈성분이 제거된 일정 대역의 순수한 신호성분만이 분리 검출된 후, 제2 비반전 증폭기(OP Amp2)에 의해 2차 증폭되어 신호처리에 적합한 전위레벨로 출력된다. 즉, 마우스(100)의 볼(105)이 회전함에 따라 엔코더 휠(107)에 장착된 코어(106)가 연속적으로 제3 코일(L3) 및 제4 코일(L4)에 근접하게 되고, 이로 인하여 하나의 코어(106)가 근접될 때마다 하나의 펄스신호가 출력되도록 함으로써, 결국, 마우스(100)의 회전량을 검출할 수 있다.

한편, 상기한 바와 같은 센서가 인접된 위치에 중복 설치되어, 엔코더 휠(107)의 회전방향에 따라 X축 검출부(114)내의 한 쌍의 센서 중 어느 하나의 센서가 먼저 동작되도록 함으로써, 엔코더 휠(107)의 회전방향을 검출할 수 있도록 한다.

그리고, 상기한 X축 검출부(114)와 동일한 구성의 Y축 검출부(115)를 구성함으로써, 마우스(100)의 Y축 이동방향과 이동량을 검출할 수 있다.

따라서, 광 센서를 이용하지 않고 자계를 이용하여 마우스(100)의 이동방향과 이동량을 검출할 수 있다. 이는 자계를 이용하여 마우스(100)의 이동방향과 이동량을 검출하도록 함으로써, 광 센서를 이용하는 경우에 비하여 고장발생 우려가 적고, 동작의 신뢰성을 확보할 수 있다.

＜본 발명의 다른 실시예＞

도 6에는 본 발명의 다른 실시예에 적용된 마우스의 전체 사시도가 도시되어 있고, 도 7에는 도 6의 분해사시도가 도시되어 있으며, 도 8에는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 블럭도가 도시되어 있고, 도 9에는 도 8에 도시된 변조부와 제2 발진부의 상세회로도가 도시되어 있으며, 도 10에는 컴퓨터에 설치된 수신부의 개략적 블럭도가 도시되어 있다.

먼저, 도 6 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 적용된 마우스의 전체적인 구성을 설명하면 다음과 같다.

마우스(200)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상단 케이스(201)와 하단 케이스(202)로 구분되며, 상단 케이스(201)에는 적어도 둘 이상의 버튼(203)이 형성되어 있다. 또한, 하단 케이스(202)에는 상단 케이스(201)에 형성된 버튼(203)에 대응하는 위치에 적어도 둘 이상의 스위치(204)가 버튼(203)과 일대일 대응되도록 형성되어 있으며, 하단 케이스(202)의 대략 중앙 부위에는 볼(205)이 투입된다. 또한, 상단 케이스(201)의 소정 위치에는 마우스(200)의 동작상태를 표시하는 표시소자(EL: Eliminator light)(206)가 설치된다.

한편, 하단 케이스(202)에는 도 3에 도시된 바와 같이, 볼(205)과 접촉되고 자유 회전 가능하며 축과 등간격으로 코어(207)가 장착된 원판을 갖는 X축/Y축 엔코더 휠(208, 209)이 구성되며, 이 엔코더 휠(208, 209)의 코어(207)로부터 인접된 위치에 코어에 코일이 권선된 X축/Y축 센서(도 8의 210, 211)가 형성되어 있다. 이때, X축/Y축 엔코더 휠(208, 209)에 장착된 코어(207)의 설치 주기는 X축/Y축 센서(210, 211)의 설치 간격보다는 커야 한다. 여기서, 코어(207)는 아몰퍼스(amorphous)라는 재질로 이루어지며, 이 아몰퍼스는 자장특성이 우수하여 날카로운 히스테리시스(hysterisis) 곡선을 나타내므로 빠른 응답속도를 갖는 특징이 있다.

또한, 하단 케이스(202)의 소정 위치에는 스위치(204)와 X축/Y축 센서(210, 211) 및 기타 각종 구성회로가 실장된 인쇄회로기판(212)이 장착되고, 이 인쇄회로기판(212)에 전기적으로 접속된 안테나(213)가 구성된다.

이때, 엔코더 휠(208, 209)과 센서(210,211)의 구성은 앞서 설명한 도 3 및도 4의 구성과 동일하다.

한편, 도 8을 참조하여 본 발명의 구성을 보다 상세히 설명하면, 제1 발진부(214)는 코어에 코일이 권선된 형태로 구성되며, 대략 20㎑의 발진주파수를 발생하고 X축/Y축 센서(210, 211)에 유도하여 X축/Y축 센서(210, 211)를 자화시킨다.

X축/Y축 검출부(215, 216)는 X축/Y축 센서(210, 211)에 연결되어 엔코더 휠(208, 209)의 원판에 장착된 코어(207)의 접근 여부에 따라 볼(205)의 X축 및 Y축에 대한 이동방향과 이동량을 검출한다.

제어부(217)는 X축/Y축 검출부(215, 216)에 의해 검출된 볼(205)의 이동방향 및 이동량에 대한 정보를 검출하여 컴퓨터가 인식할 수 있는 제어신호로 변환한다.

변조부(218)는 제어부(217)에 의해 변환된 제어신호를 해당 컴퓨터와 약정된 특정 신호로 변조한다.

제2 발진부(219)는 변조부(218)에 의해 변조된 신호를 해당 컴퓨터와 약정된 특정 주파수신호에 실어 컴퓨터로 전송할 수 있도록 특정 주파수신호를 발진한다.

안테나(213)는 변조부(218)에 의해 변조되고 제2 발진부(219)에서 발생된 특정 주파수신호에 실린 고주파 제어신호를 컴퓨터의 수신부로 전송한다.

배터리(220)는 마우스(200)내의 각 구성부에 일정 전위의 동작전원을 공급한다.

또한, 도 9를 참조하여 도 8에 도시된 변조부(218)와 제2 발진부(219)의 구성을 상세히 설명하면, 제어부(217)에서 출력된 출력신호를 변조하는 변조용 버랙터(varactor, 전압가변 커패시터)(VC1)는 제어부(217)의 출력단자와 그라운드단자 사이에 순방향으로 접속되고, 이 버랙터(VC1)와 직렬로 발진용 표면탄성파 공진기(SAW-resonator)(SAW1)가 접속된다. 또한, 표면탄성파 공진기(SAW1)의 출력단에는 발진주파수에 실린 제어신호를 증폭하기 위한 증폭 트랜지스터(Q2)가 접속되고, 증폭 트랜지스터(Q2)의 출력단에는 증폭된 제어신호와 안테나(213)의 임피던스를 정합하기 위한 임피던스 매칭용 트랜스포머(T1)가 설치된다.

한편, 컴퓨터에 설치되는 수신부는 도 10에 도시된 바와 같이, 수신용 안테나(221)를 통해 수신된 제어신호를 신호 처리에 적합한 크기로 증폭하는 증폭부(222)와, 증폭된 제어신호를 검파하여 순수한 제어신호성분만을 검출하는 검파부(223)와, 검파부(223)에 의해 검파된 제어신호의 특정대역만을 검출하는 대역통과필터(224)와, 대역 통과된 제어신호를 컴퓨터가 식별할 수 있는 크기로 증폭하는 2차 증폭부(225)와, 컴퓨터로부터 공급되는 전원을 이용하여 상기한 각 구성부에 안정된 정전압을 공급하는 전원 안정부(226)로 구성된다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 다른 실시예의 동작을 설명한다. 여기서, 제1 발진부(214)와 X축/Y축 검출부(215, 216)의 동작은 본 발명의 일 실시예와 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

제어부(217)에서 출력된 펄스형태의 제어신호(X축/Y축 이동방향과 이동량에 대한 제어신호)는 버랙터(varactor, 전압가변 커패시터)(VC1)에 의해 소정주파수의 변조신호로 변조되고, 버랙터(VC1)와 직렬 연결된 표면탄성파 공진기(SAW-Resonator)(SAW1)를 통하여 일정 주파수로 발진된 발진신호에 실려 발진 및 변조된 후, 증폭 트랜지스터(Q2)에 의해 일정 레벨로 증폭된다. 이렇게 증폭된 신호는 트랜스포머(T1)에 의해 임피던스가 매칭된 후, 안테나(213)를 통해 외부로 송출된다. 이때, 배터리(220)는 각각의 검출부(215, 216)와 제1 발진부(214)와 제어부(217)와 변조부(218) 및 제2 발진부(219)에 구동전원을 공급하여 무선상태의 마우스(200)가 별도의 전원 공급이 없이 동작할 수 있도록 한다.

이에, 수신부내의 증폭부(222)는 송신용 안테나(213)로부터 송출되고 수신용 안테나(221)에 의해 수신된 고주파 제어신호를 신호 처리에 적합한 크기로 증폭하고, 검파부(223)를 통하여 증폭된 각종 고주파 제어신호 중 상기한 변조과정을 통하여 변조된 신호를 제외한 순수한 제어신호성분만을 검출한 후, 대역통과필터(224)를 통하여 일정대역의 제어신호만을 검출한다. 이후, 일정 대역의 제어신호는 2차 증폭기(225)를 통하여 재차 증폭되어 컴퓨터의 입/출력 인터페이스부에 전달됨으로써, 입/출력 인터페이스부는 마우스로부터 제공된 해당 제어신호로부터 마우스(200)의 이동방향과 이동량을 검출할 수 있게 된다.

따라서, 무선 마우스를 이용하여 모니터 상에 표시된 포인터를 원격 제어함으로써, 사무환경의 제약이 해소된다.

＜본 발명의 또 다른 실시예＞

도 11에는 본 발명의 또 다른 실시예에 적용된 충전기능을 갖는 마우스의 전체 사시도가 도시되어 있고, 도 12에는 도 11의 부분 상세도가 도시되어 있으며, 도 13에는 본 발명의 또 다른 실시예에 적용된 충전기능을 갖는 마우스의 개략적 블럭도가 도시되어 있고, 도 14에는 도 13에 도시된 충전부의 상세회로도가 도시되어 있다.

먼저, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마우스(300)의 구성은 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같은 외형 및 구조적 구성을 갖는다. 따라서, 이에 대한 구성 및 동작의 중복설명은 생략하기로 한다. 또한, 상부 케이스(301)의 소정 위치에는 태양광을 집적하여 전기신호로 변환하는 태양전지(302)와 마우스(300)의 동작상태를 표시하는 표시소자(303)가 설치된다.

한편, 도 11을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 구성을 설명하면, X축/Y축 엔코더 휠(304, 305)의 일측은 커플러(306, 307)를 통하여 발전기(308, 309)의 축이 연결 설치된다. 이때, X축/Y축 엔코더 휠(304, 305)과 발전기(308, 309)가 정확한 일직선상에 배치되지 않으면, 엔코더 휠(304, 305)의 회전력이 발전기(308, 309)로 전달될 때 발전기(308, 309)가 부하로 작용하게 되므로, 볼이 회전하는 만큼 충분하게 엔코더 휠(304, 305)이 회전하지 못하는 원인이 된다. 그러나, 마우스(300)의 엔코더 휠(304, 305)과 발전기(308, 309)를 결합하는 공정이 인위적인 작업에 의해 수행됨에 따라 정확한 일직선을 유지하기가 몹시 난해하다.따라서, 커플러(306, 307)는 엔코더 휠(304, 305)과 발전기(308, 309)가 정확하게 일직선상에 위치하지 않더라도 엔코더 휠(304, 305)의 회전력에 부하를 주지 않도록 함과 동시에 발전기(308, 309)가 엔코더 휠(304, 305)의 회전력을 충분하게 제공하는 작용을 한다.

한편, 도 12를 참조하여 마우스의 내부 구성을 설명하면, 제1 발진부(310)는 코어에 코일이 권선된 형태로 구성되며, 대략 20㎑의 발진주파수를 발생하고 X축/Y축 센서(311, 312)에 유도하여 X축/Y축 센서(311, 312)를 자화시킨다.

X축/Y축 검출부(313, 314)는 X축/Y축 센서(311, 312)에 연결되어 엔코더 휠(304, 305)의 원판에 장착된 코어(315)의 접근 여부에 따라 볼의 X축 및 Y축에 대한 이동방향과 이동량을 검출한다.

제어부(316)는 X축/Y축 검출부(313, 314)에 의해 검출된 볼의 이동방향 및 이동량에 대한 정보를 검출하여 컴퓨터가 인식할 수 있는 제어신호로 변환한다.

변조부(317)는 제어부(316)에 의해 변환된 제어신호를 해당 컴퓨터와 약정된 특정 신호로 변조한다.

제2 발진부(318)는 변조부(317)에 의해 변조된 신호를 해당 컴퓨터와 약정된 특정 주파수신호에 실어 컴퓨터로 전송할 수 있도록 특정 주파수신호를 발진한다.

안테나(319)는 변조부(317)에 의해 변조되고 제2 발진부(318)에서 발생된 특정 주파수신호에 실린 고주파 제어신호를 컴퓨터의 수신부로 전송한다.

정류부(320)는 정류 다이오드 및 평활 커패시터로 구성되어 발전기(308,309)로부터 발생된 교류형태의 전기신호를 정류 및 평활하여 직류 성분으로 변환한다.

배터리(321)는 마우스(300)내의 각 구성부에 공급하기 위한 일정 전위의 정전압을 발생한다.

전원 제어부(322)는 배터리(321)로부터 발생된 정전압이 마우스(300)내의 각 구성부에 공급되는 상태를 제어한다.

시간 제어부(323)는 마우스(300)가 일정 시간동안 동작하지 않을 때 전원 제어부(322)를 통하여 배터리(321)의 전원이 마우스(300)내의 각 구성부에 공급되는 것을 차단하도록 제어한다.

태양전지(302)는 태양광에 의해 충전된 전원을 배터리(321)에 제공하여 충전한다.

표시부(303)는 전원 제어부(322)의 제어신호에 따라 마우스(300)의 동작상태를 사용자에게 표시한다.

또한, 도 13을 참조하여 정류부(320)와 전원 제어부(322) 및 배터리(321)와 태양전지(302)의 상세 회로를 설명하면, 정류부(320)는 발전기(308, 309)로부터 발생된 교류형태의 전기신호를 정류 및 평활하여 직류 성분의 전원전압을 발생하는 정류 다이오드(D3, D4) 및 평활 커패시터(C2)로 구성된다. 결국, 정류부(320)에 의해 생성된 전원전압은 배터리(321)에 제공되어 배터리(321)를 충전시킨다. 또한, 정류부(320)와 배터리(321) 사이에는 배터리(321)로부터 발생된 전압이정류부(320)에 공급되는 것을 차단하는 역전압 방지용 쇼트키 다이오드(SD1)가 설치된다.

또한, 태양전지(302)는 배터리(321)와 직렬 연결되어 태양광으로 충전한 전기를 배터리(321)에 제공하여 배터리(321)를 충전한다. 이때에도, 태양전지(302)와 배터리(321) 사이에는 배터리(321)로부터 발생된 전압이 태양전지(302)에 공급되는 것을 차단하는 역전압 방지용 쇼트키 다이오드(SD2)가 설치된다.

한편, 배터리(321)와 마우스(300) 내의 각 구성부 사이에는 배터리(321)에서 발생된 정전압이 각 구성부에 공급되는 것을 제어하는 전원 제어부(322)가 설치되며, 전원 제어부(322)는 제어부(316) 및 시간 제어부(323)를 통하여 출력된 제어신호에 의해 스위칭상태가 제어되는 제어 트랜지스터(Q3)와, 이 제어 트랜지스터(Q3)의 스위칭동작에 의해 연동되어 배터리(321)로부터 발생된 전원이 각 구성부로 공급되는 것을 스위칭하는 스위칭 트랜지스터(Q4)가 구성된다. 또한, 스위칭 트랜지스터(Q4)의 컬렉터와 베이스 사이에는 바이어스저항(R2)이 설치된다.

한편, X축 검출부(313)와, Y축 검출부(314)와, 제1 발진부(310)와, 변조부(317)와, 제2 발진부(318)는 상기한 도 5 및 도 9의 구성 및 동작이 모두 동일하므로, 이에 대한 중복 설명은 생략하고, 본 발명의 또 다른 실시예의 핵심인 자체 충전을 위한 구성 및 동작설명에 대하여 한정하여 설명하기로 한다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동작을 설명하면다음과 같다.

사용자가 마우스(300)를 조작함에 따라 볼에 연동되어 엔코더 휠(304, 305)이 회전하고, 엔코더 휠(304, 305)에 결합된 커플러(306, 307)를 통해 엔코더 휠(304, 305)의 회전력이 발전기(308, 309)에 전달된다. 이에 따라, 발전기(308, 309)는 교류형태의 전압을 발생하고, 이 전압은 정류부(320)내의 정류 다이오드(D3, D4)와 평활 커패시터(C2)에 의해 직류형태의 전압으로 변환된 후, 배터리(321)에 충전된다. 이때, 배터리(321)에 충전된 전압은 역전압 방지용 쇼트키 다이오드(SD1)에 의해 정류부(320)에 공급되는 것이 차단된다.

또한, 태양전지(302)에 의해 발생한 전압은 쇼트키 다이오드(SD2)를 통해 배터리(321)에 제공되어 배터리(321)를 충전시킨다.

이후, 마우스(300)의 구동에 따른 제어신호가 제어부(316)로부터 발생하면, 이 제어신호는 전원 제어부(322)내의 제어 트랜지스터(Q3)에 제공되고, 이로 인하여 제어 트랜지스터(Q3)는 스위칭 트랜지스터(Q4)를 턴-온시켜 배터리(321)에서 발생된 전원을 마우스(300)내의 각 구성부에 공급시킨다. 즉, 마우스(300)가 구동되지 않는 상태에서 제어부(316)로부터 출력되는 제어신호는 로직 '하이'상태가 된다. 이 제어신호는 NPN형 제어 트랜지스터(Q3)의 베이스에 공급되어 제어 트랜지스터(Q3)를 턴-온시킨다. 따라서, NPN형 스위칭 트랜지스터(Q4)의 베이스는 그라운드전위가 되어 턴-오프되고, 이로 인하여 배터리(321)와 전원 출력단자(N2)는 개방(open)상태가 된다.

한편, 마우스(300)가 구동되면, 제어부(316)로부터 출력되는 제어신호는 로직 '로우'상태가 된다. 이 제어신호는 NPN형 제어 트랜지스터(Q3)의 베이스에 공급되어 제어 트랜지스터(Q3)를 턴-오프시킨다. 따라서, NPN형 스위칭 트랜지스터(Q4)의 베이스에는 바이어스 저항(R2)을 통해 일정 전위의 바이어스 전위가 걸리게 되므로, NPN형 스위칭 트랜지스터(Q4)는 턴-온되고, 이로 인하여 배터리(321)와 전원 출력단자(N2)는 단락(short)상태가 된다.

여기서, 종래의 광 센서를 이용하여 마우스를 구동하는 경우, 광 센서(특히 포토 다이오드)의 동작전압에 의해 평균 10[㎽]의 소비전력이 필요하다. 그러나, 본원발명에서 제시한 자계센서를 이용하는 경우, 광을 발생하기 위한 포토 다이오드의 동작전압이 불필요하여 평균 3.6[V]×200[㎂]=720[㎼]의 소비전력이 소모된다. 이러한 경우, 발전기(308, 309)에서 생성되는 전압은 3[㎽]이므로, 종래의 광 센서를 사용한 마우스에서는 적용할 수 없다. 따라서, 광 센서를 이용한 마우스에서는 자체 충전기능을 적용할 수 없다는 결론에 도달할 수 있다.

반면에, 본원발명에서 제시한 자계센서를 이용한 마우스의 경우, 소비전력보다 발전기(308, 309)를 통해 생성되는 전압이 더 많으므로, 별도의 구동전원이 필요 없이 자체 발전 및 충전이 가능함을 알 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예(들)에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예(들)에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

결국, 본 발명에 의한 자계를 이용한 마우스와 자계를 이용한 무선 마우스 및 충전 기능을 갖는 무선 마우스에 따르면 다음과 같은 이점(들)이 발생한다.

즉, 자계를 이용한 마우스는 종래의 광 센서를 이용한 마우스의 경우에 비하여 고장 발생의 빈도가 적으므로, 동작의 신뢰성이 향상된다.

또한, 자계를 이용한 무선 마우스는, 유선 마우스에 비하여 작업환경의 제약이 해소되고, 광 센서를 이용한 마우스보다 전력 소모가 적어 배터리를 장시간동안 사용할 수 있으므로 경제적인 이득이 있으며, 배터리를 자주 교체할 필요가 없으므로 편리하다.

또한, 충전기능을 갖는 무선 마우스는, 엔코더 휠의 회전력으로 발전하여 마우스의 구동전원을 발생함으로써, 배터리를 교체할 필요 없이 반영구적으로 사용할 수 있다.

또한, 태양전지를 이용하여 무선 마우스의 배터리를 충전하도록 함으로써, 자원의 효율화와 마우스의 안정된 전원공급을 보장할 수 있다.

Claims (21)

1. 볼을 이용하여 X축/Y축 엔코더 휠을 회전하고, 상기 X축/Y축 엔코더 휠의 회전방향과 회전량을 검출하여 마우스 포인터의 위치를 제어하는 마우스에 있어서:

   상기 X축 엔코더 휠 및 Y축 엔코더 휠의 각 원판 일 측면에 등간격으로 장착된 다수개의 코어;

   상기 다수개의 코어의 대향되도록 상기 X축 엔코더 휠 및 상기 Y축 엔코더 휠의 상기 각 원판으로부터 소정 거리 이격된 지점에 설치된 X축 자계센서 및 Y축 자계센서;

   상기 X축 자계센서 및 상기 Y축 자계센서에 소정주파수의 발진신호를 발생하는 제1 발진부;

   상기 X축 자계센서에 연결되고, 상기 다수개의 코어 중 어느 하나의 코어가 접근함에 따라 상기 제1 발진부에서 발생된 발진신호가 가변되는 것을 검출하여 상기 X축 엔코더 휠의 이동방향과 이동량을 판정하는 X축 검출부;

   상기 Y축 자계센서에 연결되고, 상기 다수개의 코어 중 어느 하나의 코어가 접근함에 따라 상기 제1 발진부에서 발생된 상기 발진신호가 가변되는 것을 검출하여 상기 Y축 엔코더 휠의 이동방향과 이동량을 판정하는 Y축 검출부; 및

   상기 X축 검출부에 의해 검출된 상기 X축 엔코더 휠의 상기 이동방향과 상기 이동량 및 상기 Y축 검출부에 의해 검출된 상기 Y축 엔코더 휠의 상기 이동방향과 상기 이동량에 대한 정보를 마우스 포인터의 위치를 가변하는 제어신호로 변경하여상기 컴퓨터에 출력하는 제어부를 포함하는 자계센서를 이용한 마우스.
2. 볼을 이용하여 X축/Y축 엔코더 휠을 회전하고, 상기 X축/Y축 엔코더 휠의 회전방향과 회전량을 검출하여 마우스 포인터의 위치를 제어하는 무선 마우스에 있어서:

   상기 X축 엔코더 휠 및 Y축 엔코더 휠의 각 원판 일 측면에 등간격으로 장착된 다수개의 코어;

   상기 다수개의 코어의 대향되도록 상기 X축 엔코더 휠 및 상기 Y축 엔코더 휠의 상기 각 원판으로부터 소정 거리 이격된 지점에 설치된 X축 자계센서 및 Y축 자계센서;

   상기 X축 자계센서 및 상기 Y축 자계센서에 소정주파수의 발진신호를 발생하는 제1 발진부;

   상기 X축 자계센서에 연결되고, 상기 다수개의 코어 중 어느 하나의 코어가 접근함에 따라 상기 제1 발진부에서 발생된 발진신호가 가변되는 것을 검출하여 상기 X축 엔코더 휠의 이동방향과 이동량을 판정하는 X축 검출부;

   상기 Y축 자계센서에 연결되고, 상기 다수개의 코어 중 어느 하나의 코어가 접근함에 따라 상기 제1 발진부에서 발생된 상기 발진신호가 가변되는 것을 검출하여 상기 Y축 엔코더 휠의 이동방향과 이동량을 판정하는 Y축 검출부;

   상기 X축 검출부에 의해 검출된 상기 X축 엔코더 휠의 상기 이동방향과 상기이동량 및 상기 Y축 검출부에 의해 검출된 상기 Y축 엔코더 휠의 상기 이동방향과 상기 이동량에 대한 정보를 마우스 포인터의 위치를 가변하는 제어신호로 변경하여 상기 컴퓨터에 출력하는 제어부;

   상기 제어부에서 출력된 제어신호를 기 설정된 소정 주파수의 무선 제어신호로 변조하는 변조부;

   상기 변조부를 통하여 상기 제어신호를 변조하기 위한 무선 제어신호의 발진주파수를 발생하는 제2 발진부;

   상기 변조부에 의해 변조되고, 상기 제2 발진부에서 발생된 발진주파수에 실린 변조 제어신호를 상기 컴퓨터로 무선 송출하는 안테나; 및

   상기 각 구성부의 구동전원을 공급하는 배터리를 포함하는 자계센서를 이용한 무선 마우스.
3. 볼을 이용하여 X축/Y축 엔코더 휠을 회전하고, 상기 X축/Y축 엔코더 휠의 회전방향과 회전량을 검출하여 마우스 포인터의 위치를 제어하는 무선 마우스에 있어서:

   상기 X축 엔코더 휠 및 Y축 엔코더 휠의 각 원판 일 측면에 등간격으로 장착된 다수개의 코어;

   상기 다수개의 코어의 대향되도록 상기 X축 엔코더 휠 및 상기 Y축 엔코더 휠의 상기 각 원판으로부터 소정 거리 이격된 지점에 설치된 X축 자계센서 및 Y축자계센서;

   상기 X축 자계센서 및 상기 Y축 자계센서에 소정주파수의 발진신호를 발생하는 제1 발진부;

   상기 X축 자계센서에 연결되고, 상기 다수개의 코어 중 어느 하나의 코어가 접근함에 따라 상기 제1 발진부에서 발생된 발진신호가 가변되는 것을 검출하여 상기 X축 엔코더 휠의 이동방향과 이동량을 판정하는 X축 검출부;

   상기 Y축 자계센서에 연결되고, 상기 다수개의 코어 중 어느 하나의 코어가 접근함에 따라 상기 제1 발진부에서 발생된 상기 발진신호가 가변되는 것을 검출하여 상기 Y축 엔코더 휠의 이동방향과 이동량을 판정하는 Y축 검출부;

   상기 X축 검출부에 의해 검출된 상기 X축 엔코더 휠의 상기 이동방향과 상기 이동량 및 상기 Y축 검출부에 의해 검출된 상기 Y축 엔코더 휠의 상기 이동방향과 상기 이동량에 대한 정보를 마우스 포인터의 위치를 가변하는 제어신호로 변경하여 상기 컴퓨터에 출력하는 제어부;

   상기 제어부에서 출력된 제어신호를 기 설정된 소정 주파수의 무선 제어신호로 변조하는 변조부;

   상기 변조부를 통하여 상기 제어신호를 변조하기 위한 무선 제어신호의 발진주파수를 발생하는 제2 발진부;

   상기 각 구성부의 구동전원을 공급하는 배터리;

   상기 X축 엔코더 휠과 상기 Y축 엔코더 휠에 각각 연결되어 상기 X축 엔코더 휠과 상기 Y축 엔코더 휠의 회전력을 공급받아 전기를 발전하는 한 쌍의 발전기;

   상기 한 쌍의 발전기에서 발생된 전기를 정류 및 평활하여 직류전압으로 변환한 후, 상기 배터리에 충전하는 정류부를 포함하는 충전기능을 갖는 무선 마우스.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 코어는,

   아몰퍼스 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 충전기능을 갖는 무선 마우스.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 자계센서를 이용한 마우스는,

   상기 제1 발진부에 접속된 제1 코일 및 제2 코일과, 상기 X축 검출부에 접속된 제3 코일 및 제4 코일이 코어에 권선된 형태로 구성되며, 상기 제1 발진부에서 소정 주파수로 발진된 발진신호가 상기 제3 코일 및 상기 제4 코일에 유도되도록 구성된 제1 자계센서와, 상기 제1 자계센서에 인접 설치되고, 상기 제1 자계센서와 동일한 구성을 갖는 제2 자계센서로 구성된 X축 자계센서; 및

   상기 Y축 엔코더 휠에 부착된 코어에 대향되는 지점에 설치되고, 상기 X축 자계센서와 동일한 구성을 갖는 Y축 자계센서를 포함하는 충전기능을 갖는 무선 마우스.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 제1 발진부는,

   PNP형 트랜지스터의 베이스는 상기 제2 코일을 통하여 접지되고, 상기 PNP형 트랜지스터의 컬렉터는 상기 제1 코일을 통하여 접지되며, 상기 PNP형 트랜지스터의 이미터는 정전압원에 연결된 발진회로로 구성된 것을 특징으로 하는 충전기능을 갖는 무선 마우스.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 제1 발진부는,

   상기 X축 자계센서의 상기 제1 자계센서 및 상기 제2 자계센서와, 상기 Y축 자계센서의 제1 자계센서 및 상기 제2 자계센서에 각각 대응되도록 적어도 넷 이상의 발진회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전기능을 갖는 무선 마우스.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 발진회로는,

   상기 PNP형 트랜지스터의 베이스에 연결된 상기 제2 코일과 그라운드 사이에 접속되어 상기 제1 발진부의 발진주파수를 결정하는 시정수회로를 더 포함하는 충전기능을 갖는 무선 마우스.
9. 제 3 항에 있어서, 상기 X축 검출부는,

   상기 코어가 상기 제1 자계센서에 접근하지 않은 상태에서 상기 제1 자계센서내의 상기 제3 코일 및 상기 제4 코일에 유도된 자계가 평형을 이루도록 조정하는 오차 보정용 가변저항;

   상기 제3 코일 및 상기 제4 코일에 유도된 자계에 의해 발생한 전원의 리플 성분을 제거하는 리플 제거용 다이오드로 구성된 제1 X축 검출회로를 포함하며;

   상기 코어가 상기 제1 자계센서에 접근하지 않은 상태에서 상기 제3 코일 및 상기 제4 코일에 유도된 자계가 평형을 이루어 상기 제1 X축 검출회로의 출력전압은 0[V]가 되고;

   상기 코어가 상기 제1 자계센서에 접근한 상태에서 상기 제3 코일 및 상기 제4 코일에 유도된 자계의 세기가 상이하게 되어 상기 제1 X축 검출회로의 출력전압이 소정레벨의 전위를 띄는 것에 의해 상기 X축 엔코더 휠의 이동량을 감지하며;

   상기 제1 X축 검출회로와 동일한 구성의 제2 X축 검출회로가 상호 인접 설치되어, 상기 인접 설치된 상기 제1 X축 검출회로와 상기 제2 X축 검출회로 중 자계의 평형이 먼저 상실된 검출회로의 위치를 분석하여 상기 X축 엔코더 휠의 이동방향을 감지하도록 한 것을 특징으로 하는 충전기능을 갖는 무선 마우스.
10. 제 3 항에 있어서, 상기 변조부 및 상기 제2 발진부는,

    상기 표면탄성파 공진기에 따라 상기 제어부로부터 출력된 제어신호를 일정주파수의 제어신호로 변조하는 변조용 버랙터;

    상기 변조용 버랙터에 의해 변조된 변조 제어신호를 무선 송출할 수 있도록 소정주파수의 발진신호를 발생하는 표면탄성파 공진기;

    상기 변조용 버랙터에 의해 변조되고, 상기 표면탄성파 공진기에서 발생된 발진주파수에 실린 변조 제어신호를 증폭하는 증폭 트랜지스터; 및

    상기 증폭 트랜지스터에 의해 증폭된 증폭 변조 제어신호의 임피던스와 상기 안테나의 임피던스를 정합하는 임피던스 매칭용 트랜스포머를 포함하는 충전기능을 갖는 무선 마우스.
11. 제 3 항에 있어서,

    컴퓨터에 설치되고, 상기 마우스의 안테나로부터 송출된 무선 제어신호를 수신하는 수신용 안테나;

    상기 수신용 안테나를 통해 수신된 제어신호를 신호 처리에 적합한 크기로 증폭하는 증폭부;

    상기 증폭부에 의해 증폭된 제어신호 중 잡음 성분을 제거하고, 실제 신호성분만을 검출하는 검파부;

    상기 검파부에 의해 검파된 제어신호 중 기 정의된 주파수대역의 제어신호만을 필터링하는 대역통과필터; 및

    상기 대역통과필터에 의해 필터링된 순수한 제어신호를 상기 컴퓨터가 식별할 수 있는 전위레벨의 제어신호로 증폭하는 2차 증폭부를 더 포함하는 충전기능을 갖는 무선 마우스.
12. 제 3 항에 있어서, 상기 한 쌍의 발전기는,

    상기 X축 엔코더 휠과 상기 Y축 엔코더 휠의 각 회전축 상에 각각 연장 설치된 것을 특징으로 하는 충전기능을 갖는 무선 마우스.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 X축 엔코더 휠과 상기 발전기 사이와, 상기 Y축 엔코더 휠과 상기 발전기 사이에 설치되어, 상기 X축 엔코더 휠 및 상기 Y축 엔코더 휠에서 발생한 회전력을 상기 한 쌍의 발전기에 원활하게 전달하기 위한 커플러를 더 포함하는 충전기능을 갖는 무선 마우스.
14. 제 3 항에 있어서,

    상기 무선 마우스의 상부 케이스의 소정 위치에 설치되고, 상기 배터리와 직렬 연결되어, 상기 태양광을 축적하여 전기에너지로 변환한 후, 상기 배터리를 충전하는 태양전지를 더 포함하는 충전기능을 갖는 무선 마우스.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 태양전지와 상기 배터리 사이에 설치되고, 상기 배터리로부터 발생된 전원이 상기 태양전지에 공급되는 것을 차단하는 역전압 방지소자를 더 포함하는 충전기능을 갖는 무선 마우스.
16. 제 3 항에 있어서,

    상기 제어부와 상기 배터리에 접속되고, 상기 제어부에서 출력된 상기 제어신호에 따라 상기 배터리에서 발생된 상기 전원이 상기 무선 마우스내의 각 구성부에 공급되는 것을 제어하는 전원 제어부를 더 포함하는 충전기능을 갖는 무선 마우스.
17. 제 3 항에 있어서,

    상기 제어부와 상기 배터리에 접속되고, 상기 제어부에서 출력된 상기 제어신호에 따라 리셋되어 상기 배터리에서 발생된 상기 전원을 상기 무선 마우스내의 각 구성부에 공급하는 전원 제어부; 및

    상기 제어부에서 출력된 상기 제어신호에 따라 리셋된 후 카운트를 개시하여기 설정된 시간동안 제어부의 제어신호가 출력되지 않으면, 상기 전원 제어부를 통하여 상기 배터리에서 발생된 전원이 상기 전원 출력단자를 통해 출력되는 것을 차단하도록 제어하는 시간 제어부를 더 포함하는 충전기능을 갖는 무선 마우스.
18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 상기 전원 제어부는,

    상기 배터리와 전원 출력단자 사이에 접속되고, 상기 배터리에서 발생된 전원이 상기 전원 출력단자에 공급되는 것을 스위칭하는 스위칭소자; 및

    상기 제어부로부터의 제어신호에 따라 상기 스위칭소자의 스위칭상태를 제어하는 제어소자를 포함하는 충전기능을 갖는 무선 마우스.
19. 제 3 항에 있어서,

    상기 정류부와 상기 배터리 사이에 설치되고, 상기 배터리로부터 발생된 전원이 상기 정류부에 공급되는 것을 차단하는 역전압 방지소자를 더 포함하는 충전기능을 갖는 무선 마우스.
20. 제 15 항 또는 제 19 항에 있어서, 상기 역전압 방지소자는,

    상기 태양전지와 상기 배터리 사이에 순방향 접속되고, 상기 정류부와 상기배터리 사이에 순방향 접속된 쇼트키 다이오드인 것을 특징으로 하는 충전기능을 갖는 무선 마우스.
21. 제 3 항에 있어서,

    상기 전원 제어부로부터 공급된 상기 배터리의 전원에 따라 발광되어, 상기 무선 마우스의 동작상태를 표시하는 표시부를 더 포함하는 충전기능을 갖는 무선 마우스.