KR200241465Y1 - 마우스 대체용 펜타입 입력 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 컴퓨터의 입력수단으로 사용되고 있는 마우스를 펜 형태로 한 것으로, 마우스를 필기구형으로 함으로서 기존의 마우스가 가지고 있는 인체 공학적 단점을 최소화하고 적은 동작으로 신속하고 정확한 위치결정을 가능하게 하여 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있는 마우스 대체용 입력수단에 관한 것이다.

본 고안은 커서의 위치 결정에 조이스틱을 역으로 응용하여, 사용자가 원하는 방향으로 그을 때 팁 부분이 바닥면과의 마찰에 의해 피봇(10a)을 기준으로 그 방향이 센서(17a)로 전달되도록 하며, 몸체(1)를 쥘 때 검지가 접촉하는 아래, 위에 각각 푸쉬 스위치 버튼(21), (22)을 구비하고, 검지와 중지 사이 공간에 휠(30)과 푸쉬스위치(36)을 배치시킨 것을 특징으로 한다.

본 고안에 의하여 기존의 휠 마우스를 대신한 펜 형태의 입력도구로서 정확한 입력과 글쓰기 자세와 같은 편한 동작이 가능하여 장시간 작업시 기존의 마우스가 유발하는 손가락, 손목 등의 피로를 줄일 수 있다.

Description

마우스 대체용 펜타입 입력 장치 {Pen type pointing device}

본 고안은 컴퓨터의 입력수단으로 사용되고 있는 마우스를 펜 형태로 한 것으로, 마우스를 필기구형태로 함으로서 기존의 마우스가 가지고 있는 인체 공학적 단점을 최소화하고 적은 동작으로서 신속하고 정확한 위치결정을 가능하게 하여 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있는 마우스 대체용 입력수단에 관한 것이다.

기존의 대부분의 마우스는 손목이 책상에 닿은 자세에서 손을 위로 꺾은 자세를 요구하는데 이 자세로 장시간 작업을 할 때 손목, 손가락뿐 만 아니라 어깨근육에 피로 및 통증을 유발시키며, 더욱이 긴 거리의 좌표 이동시 마우스를 들어서앞으로 옮긴 후 다시 원하는 지점으로 이동시키는 동작에 의해 손목에 반복성 피로를 가중시키는 이른바 마우스 증후군(반복사용긴장성증후군, RSI)이라는 직업병으로 대두되고 있다.

또한 대부분 볼을 채용하고 있는 기존의 마우스는 세밀한 그래픽 작업에 적합하지 않고, 그 자체의 크기로 인해 공간을 점유하며, 작업에 어느 정도의 공간을 필요로 한다.

본 고안은 상술한 바와 같이 기존의 마우스가 가지고 있는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 오랫동안 가장 자연스럽고 편리한 자세인 글쓰기 자세로 입력행위를 유도하기 위해 마우스의 기능을 펜 형태의 입력장치로 한 것이다.

본 고안은 상기의 목적을 위하여 펜 형태의 몸체와, 몸체 하부에 소형의 조이스틱을 역으로 설치하여, 사용자가 원하는 방향으로 그을 때 펜 촉에 해당하는 팁과 바닥의 마찰에 의해 피봇을 중심으로 경사지게 되는 조이스틱부와, 서로 수직 방향으로 부착된 센서에 의해 전달된 이동방향을 감지할 수 있게 한 센서부와, 몸체를 쥘 때 검지와 중지 사이의 공간에 소형의 휠을 배치하여 중지로서 휠과 그 하부에 설치된 푸쉬스위치를 작동시킬 수 있도록 한 휠-스위치부와, 좌표의 이동방향과 이동량을 결정하는 좌표이동 처리부와, 컴퓨터와 데이터 송수신을 위한 데이터 송수신부로 구성되는 것을 특징으로 하는 펜 형태의 입력장치를 제공한다.

본 고안에 의해 기존 마우스의 입력작업을 글쓰기 자세와 같이 자연스럽고, 최소한의 동작으로 작업을 수행케 하여 사용자의 피로를 줄이고 작업효율을 향상시키며, 팁과 바닥이 직접 접촉하므로 사용자가 좌표 입력에 있어서 동작의 일체감을 느낄 수 있어, 섬세한 그래픽 작업을 가능케 하며, 그 구조가 역으로 설치한 조이스틱과 같으므로 게임등에 더욱 효과적으로 사용될 수 있다.

도 1 는 본 고안의 연결 케이블이 없는(무선형) 상태를 나타낸 사시도

도 2 은 본 고안의 연결 케이블이 있는(유선형) 상태를 나타낸 평면도

도 3 는 도 2의 Q-Q 단면에서 본 조이스틱부의 부분 단면도

도 4a 는 도 2의 Q-Q 단면에서의 다른 예시를 나타낸 부분 단면도

도 4b 는 도 4a의 S-S에서 본 단면도

도 5a,b 는 도 2의 Q-Q 단면에서 또 다른 예시를 나타낸 사시도 및 부분 단면도

도 6 은 본 고안의 휠-스위치부와 손가락의 위치를 나타낸 상태도

도 7 은 도 2의 P-P단면에서 본 휠-스위치부의 부분 단면도

도 8 은 도 7의 Y-Y 단면에서 부분 단면도

도 9a,b 는 도 6의 R-R 단면에서 본 부분 우측면도 및 좌측면도

도 10은 도 9a의 X-X 단면에서 회전판과 광센서 위치에 대한 부분 단면도

* 주요부호의 설명

A : 몸체 하부(조이스틱부) B : 몸체 중간부(스위치, 휠부) C : 몸체 상부

1 : 몸체 2, 2a, 2b : 팁 커버 10a, 10b : 피봇

11, 11a, 11b : 팁 12, 12a, 12b : 스틱 13 : 연장봉

14a, 14b : 원판 15a, 15b : 스프링 16a, 16b : 센서부착 박판

17a, 17b : 센서 18 : 초소형 조이스틱 20 : 검지 접촉부

21, 22 : 푸쉬 스위치 버튼 23 : 스프링 24 : 푸쉬스위치

30 : 휠 31 : 휠 축 32 : 휠 축 지지대(좌)

33 : 휠 축지지대(우) 34 :토션스프링 35 : 회전 돌기

36 : 푸쉬 스위치 37 : 회전 브레이크 38 : 브레이크 돌기

39 : 판 스프링 40 : 회전판 41 : 슬릿

42 : 발광부 43 : 수광부 44 : 회전판 축 지지대

45 : 스프링 46 : 축 안내대 50 : 무선용 센서

51 : 연결케이블

본 고안에 따른 펜 타입 입력장치의 구성 및 작용을 실시예를 통하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 케이블이 없는(무선형) 펜 타입 입력장치의 사시도를 도시한 것으로 몸체 하부에 역으로 설치한 조이스틱부(A)와 손으로 쥘 때 검지 접촉부 아래, 위에 설치한 푸쉬스위치 버튼(21,22)와 검지와 중지 사이에 위치 한 휠(30) 및 스위치부로 형성된 몸체 중간부(B)와 내부에 회로부를 구비한 상부(C)로 구성되어진 것이다. 검지가 놓이게 되는 두 푸쉬스위치 버튼 사이에는 검지가 자연스럽게 놓일 수 있도록 만곡부(20)로 구비한다. 도 2는 케이블이 있는(유선형) 펜 형태 입력장치의 평면도를 도시한 것이다. 본 고안은 몸체의 상부에 무선 혹은 유선의 방식으로 컴퓨터와 데이터 전송이 이루어 지도록 무선용센서(50) 혹은 연결케이블(51)을 구비한다.

도 3은 조이스틱부의 부분단면도를 도시한 것으로 소형의 조이스틱(18)을 몸체 하부에 역으로 설치하고 스틱(12)의 끝 부분을 둥근 팁(11)으로 구비한 것이다.

도4a는 조이스틱부의 다른 실시예인 부분 단면도를 도시한 것으로 피봇(10a)을 회전 중심으로 하여 스틱(12a)아래에 팁(11a)이 위치하고, 피봇에 연장봉(13)을 설치하여 팁이 움직임에 따라 연장봉에 비치된 원판(14a)을 밀도록 구비한 것이며,도4b는 도 4a에서 S-S 단면을 나타낸 것으로 탄성재질의 박판(16a)에 설치된 스트레인 게이지(17a)와 팁을 복귀시키는 스프링(15a)을 구비하고, 피봇(10a)과 팁(11a)을 지지하고 있는 몸체 하부의 팁 커버(2a)는 피봇부의 청소 및 팁의 교환을 위해 분리가 가능하도록 구성하였다.

도 5a는 조이스틱부의 다른 실시예의 사시도를, 도 5b는 부분 단면도를 도시한 것으로 피봇(10b)과 팁(11b) 사이의 공간 즉, 스틱(12b) 둘레에 센서부를 구비한 것이며 탄성재질의 박판(16b)에 소형의 스트레인게이지(17b)를 부착하고 복귀용 스프링(15b)를 구비하며, 피봇(10b)이 설치되는 몸체 하부의 팁 커버(2b)는 피봇부의 청소 및 팁의 교환을 위해 분리되게 구성하였다.

본 고안의 실시예에서 조이스틱부의 센서는 스트레인게이지를 예시하였으나 반도체 압력센서, 압전형 센서, 또는 비접촉식 차동형 변위센서를 사용할 수 있다.

도 6은 몸체를 엄지, 검지, 중지로 쥐었을 때 휠의 위치를 도시한 것으로 휠이 검지와 중지 사이에 위치하도록 배치한 것이다. 도 7은 도 2의 P-P에 대한 부분단면도를 도시한 것으로서 부드러운 재질의 휠(30)이 휠 축(31)부에 접착되고, 축부는 휠 축 지지대(33)와, 휠의 상하이동이 가능케하는 홈이 구비된 지지대(32)에 의해 지지되며, 휠(30)을 누르면 휠 축부에 설치된 회전 돌기(35)에 의해 그 아래의 푸쉬스위치(36)를 작동시키게 하며, 손가락을 떼면 토션스프링(34)에 의해 휠이 복귀되도록 구성하였다. 도 8은 도 7의 Y-Y에 대한 부분 단면도로 휠(30)의 회전이 단속적으로 이루어 지도록 하는 회전브레이크(37)와, 판 스프링(39)이 밀고 있는 돌기(38)을 도시하고 있다.

도 9a는 휠을 기준으로 즉 도 6의 R-R단면에서 본 우측면도를, 도 9b는 좌측면도를 도시한 것으로, 슬릿(41)이 구비된 회전판(40)은 축지지대(44)에 의해 지지되며, 스프링(45)에 의해 휠과 계속 접촉되도록 하고 축 안내대(46)에 의해 한 방향으로만 움직이게 한다. 또한 회전과 회전 방향을 감지하는 광센서의 발광부(42)와 수광부(43)를 구비한 것을 나타내고 있다. 도 10은 도 9a의 X-X에 대한 부분 단면도를 도시한 것이다.

상기의 구성을 참조하여 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다.

몸체의 축선과 팁의 축선은 사용자가 자연스럽게 몸체를 쥘 때 팁의 축선이 바닥면과 수직을 이루도록 배치한다. 사용자가 몸체를 쥐고 원하는 위치로 좌표를 이동 시키고자 할 때, 팁(11, 11a, 11b)을 미끄럽지 않은 바닥에 대고 목적의 방향으로 그으면 바닥과의 마찰에 의해 스틱(12, 12a, 12b)은 피봇(10a, 10b)을 회전중심으로 하여 기울어져 센서와 닿아있는 원판(14a,14b)을 밀게되고 센서(17a, 17b)가 감지한다. 스틱의 과도한 경사는 몸체 하부의 팁 커버(2a, 2b)에 의해 제한시키는 구조로 되어있다. 이용할 수 있는 바닥면으로서는 종이재질의 패드나 마찰이 큰 고무판을 이용할 수 있고 또는 팁의 둥근 끝단을 수용할 수 있는 둥근홈을 가진 패드나 키보드상의 적소에 둥근 홈을 만들어 팁을 기준으로 몸체를 움직여 방향이 전달되게 할 수 있다.

좌표의 이동 방향과 이동 속도는 센서로부터의 증폭된 신호로부터 전자 회로 혹은 프로그램에 의해 다음과 같이 한다.

좌표의 진행 방향에 대한 각도의 결정은 직교하는 두 축상에 배치한 압력혹은 변위센서로부터 팁의 정지상태 일 때 기준신호에 대한 팁의 움직임 후 각 센서의 변동 신호의 비로 구하며, 좌표의 이동속도는 사용자가 어느 시간 이상 같은 방향을 계속 유지하고 있을 때 점진적으로 속도를 증가시키며, 또한 사용자가 신속히 펜을 그었을 경우 즉, 시간에 대한 센서 신호의 변화율에 따라 속도를 조절한다.

사용자가 몸체(1)를 쥘 때 검지가 위치하는 부분은 잡기 쉽게 오목하게 하고(20), 일반마우스의 좌 우측 푸쉬스위치의 역할을 하도록 푸쉬스위치버튼(21,22)을 아래, 위에 각각 두고 버튼 하부에 푸쉬 스위치(24)를 위치시키며, 스위치 복귀를 위해 스프링(23)을 구비한다. 푸쉬스위치의 작동은 사용자가 팁을 이용한 좌표의 결정중이나 종료시 언제라도 가능하다.

그리고 몸체를 쥘 때 검지와 중지 사이의 공간에 휠(30)을 설치하고 휠의 축하부에 푸쉬 스위치를 위치시킨다(36). 휠(30)을 사용하고자 할 때 몸체를 좌측으로 조금 돌려서 중지로서 휠(30)을 위, 아래 방향으로 회전 시키거나 푸쉬스위치(36)를 눌러 작동시키도록 배치한 것을 특징으로 한다. 몸체 내부의 협소한 공간을 고려하여 휠에 의한 푸쉬스위치의 누름후의 복원은 토션스프링(34)을 이용하고, 휠을 회전 시킬 때 단속적인 회전을 위해 회전브레이크(37)를 구비하며, 이는 동시에 휠이 검지와 중지사이에 위치함으로 해서 발생할 수 있는 손가락의 간섭에 따른 회전을 용이하지 않게 하는 기능을 제공한다.

휠(30)을 회전 시키면 스프링(45)의 미는 힘에 의해 휠과 접촉을 유지하고 있는 회전판(40)으로 회전이 전달 되도록 하고, 이 회전판(40) 주면에는 슬릿(41)을 두어. 회전판이 회전할 때 발광부(42)에서 나온 빛이 슬릿을 통해서 수광부(43)로 감지되어 회전방향과 회전량을 감지할 수 있도록 한다.

본 고안은 조이스틱의 개념을 역으로 적용한 것으로 커서의 이동을 제어하는 팁 부위가 펜촉과 같은 역할을 함으로서 펜을 사용할 때와 같은 편하고, 안정된 자세로 조작할 수 있으며, 기존의 마우스의 동작에 필요한 손목과 손가락의 과도한 동작과 그에 따른 피로를 줄일 수 있다.

또한 기존마우스가 가지고 있는 좌, 우측 푸쉬 스위치, 휠 및 휠 푸쉬스위치의 기능을 모두 구비하면서, 펜과 가장 유사한 형태로 사용할 수 있고 최소한의 손가락동작으로 기능을 수행할 수 있도록 스위치와 휠을 배치하여 사용자의 편리성을 극대화 시킨 것이다.

또한 기존마우스 보다 작동에 필요한 사용공간을 줄일 수 있으며 입력의 조작이 팁부분의 섬세한 움직임으로 사용자에게 직접 전달되기 때문에 그래픽 작업등에 더욱 효과적이며 능률적 작업을 가능케한다.

Claims (8)

1. 기존의 휠 마우스의 기능을 수행하는 좌표 입력장치로서 몸체 하부에 소형의 조이스틱을 역으로 구성하여 방향의 결정을 위해 팁을 형성하며, 검지가 닿는 위 아래부분에 각각 푸쉬 스위치를 배치하고, 검지와 중지 사이 공간에 휠을 구성한 것을 특징으로 한 펜 형태의 입력장치
2. 제 1항에 있어서 조이스틱부에 소형 조이스틱을 역으로 부착하고 스틱의 끝단을 둥근 팁으로 형성한 것을 특징으로 하는 펜 형태의 입력장치
3. 제 1항에 있어서 조이스틱부의 피봇부와 스틱 끝단 중간에 이동을 감지하는 센서를 설치하거나, 피봇에 연장봉을 설치하여 감지하는 센서를 구비한 것을 특징으로 하는 펜 형태의 입력장치
4. 제 1항에 있어서 조이스틱부의 센서로 사용하는 것으로, 탄성재질의 박판에 스트레인게이지를 부착하는 것, 반도체 압력센서 혹은 압전센서를 이용하는 것, 차동변압식 변위센서 혹은 와전류형 변위 센서를 이용하는 것을 특징으로 하는 펜 형태의 입력장치
5. 제 1항에 있어서 피봇과 팁의 중심선을 몸체의 중심선과 경사지게 형성하여몸체를 을쥘 때 팁의 중심선이 바닥과 수직을 이루게 한 것을 특징으로 하는 펜 형태의 입력장치
6. 제 1항에 있어서 몸체의 검지접촉부를 오목하게 구성하고 그 아래, 위에 푸쉬스위치를 배치한 것을 특징으로 하는 펜 형태의 입력장치
7. 제 1항에 있어서 휠을 검지와 중지사이의 공간에 배치시키고 휠을 누름으로서 푸쉬스위치를 작동시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 펜 형태의 입력장치
8. 제 1항에 있어서 펜의 좁은 내부 공간에 대처하기 위해 휠의 회전을 감지하는 회전판을 휠의 상부에 배치하여 휠과의 접촉에 의해 회전 하도록한 것을 특징으로 하는 펜형태의 입력장치