KR200471137Y1 - 정보 입력 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 초음파 신호를 이용한 정보 입력 장치를 공개한다. 본 고안의 초음파 신호를 이용한 정보 입력 장치는, 신호 발생 장치(전자펜)에서 발생된 기준신호 및 초음파 신호를 수신하는 수신 센서들이 하우징 내부에 설치된 신호 수신 모듈과, 신호 수신 모듈에서 수신된 기준신호 및 초음파 신호를 이용하여 신호 발생 장치의 위치를 측정하여 전자 장치로 전송하는 위치 측정 모듈로 구성되되, 신호 수신 모듈의 하우징 하면을 필기면과 같이 평평하게 형성하고, 역시 평평한 탄성력있는 재질의 지지부를, 그 일단이 하우징의 하면에 결합되고, 타단이 하우징 하면에 접촉하여 밀착되도록 하우징의 하면에 결합하였다. 이렇게 구성함으로써, 노트 또는 백지와 같은 필기면을 신호 수신 모듈의 하우징 하면과 지지부 사이에 끼워 넣음으로써 신속하고 간편하게 신호 수신 모듈과 필기면을 결합하여 고정할 수 있고, 상단에 철이 되어 위로 종이를 넘기는 노트 등의 경우에도 노트의 옆면을 신호 수신 모듈의 하우징과 지지부 사이에 삽입함으로써, 신속하고 간편하게 신호 수신 모듈을 필기면에 고정시킬 수 있다. 또한, 하우징의 하면 및 하면에 결합된 지지부 모두 평평한 형상으로 형성됨으로써, 필기면이 결합된 이후에 신호 수신 모듈의 신호 수신 방향이 필기면에 평행하여, 종래의 집게로 결합된 신호 수신 모듈에 비하여 기준 신호 및 초음파 신호의 수신이 원활한 장점이 있다.

Description

정보 입력 장치{Information input apparatus}

본 고안은 정보 입력 장치에 관한 것으로서, 구체적으로 초음파 신호를 발생시키는 신호 발생 장치의 위치를 측정하여 신호 발생 장치의 위치 정보를 입력하는 장치에 관한 것이다.

휴대용 정보 입력 장치가 대중화 되면서, 기존의 마우스와 키보드를 대체하는 다양한 정보 입력 수단들이 개발되고 있다. 그 중에 대표적인 예가 전자펜으로서, 전자펜을 구현하는 다양한 기술들이 이미 공지되어 있으며, 그 중에 하나가 전자펜에서 발생되는 초음파 신호와 기준신호를 이용하여 전자펜의 위치를 측정하고, 전자펜의 위치 정보를 기존의 마우스의 위치 정보로서 이용하고, 전자펜에 설치된 버튼을 이용하여, 종래의 마우스의 버튼 클릭 정보로서 이용하는 기술들이 소개되고 있다. 초음파 신호를 이용한 정보 입력 장치의 일예가 대한민국 특허 제 10-0418423 호에 기재되어 있다.

종래의 초음파 신호를 이용한 정보 입력 장치의 경우, 전자펜에서 발생하는 기준신호 및 초음파 신호를 수신하기 위한 수신 센서 모듈이 필기면에 설치되어야 한다.

이를 위해서, 수신 센서 모듈을 직사각형 형태의 하우징 내부에 수용하여 필기면 위에 놓아두는 형태의 수신 센서 모듈이 이용되었으나, 이러한 모델은 필기면이 평평한 경우에만 이용이 가능하고, 사용자가 이동중에 이용할 수 없는 단점이 있다.

이러한 문제점을 극복하기 위한 종래의 다른 수신 센서 모듈은 전통적인 방식의 집게를 하우징에 결합하여, 집게로 필기면을 집어서 수신 센서 모듈을 필기면에 고정하였다. 그러나, 집게를 이용하여 필기면에 고정하는 방식은, 일반적으로 많이 사용하는 상단에 철이 되어 위로 넘기는 노트의 경우에는 노트의 상단에 집게를 이용하여 고정하는 것이 불가능하다. 또한, 일반 노트의 모서리에 수신 센서 모듈을 결합하는 경우, 집게에 설치된 스프링 힌지를 중심으로 손잡이에 대응되는 길이부로부터 스프링 힌지까지의 간격이 작아 노트의 모서리의 극히 적은 영역만을 집게로 집어서 고정시키게 되므로 안정적인 결합을 이루기 어렵다.

또한, 시간이 경과함에 따라서 집게를 구성하는 탄성체의 탄성력이 약해지면서 필기면과의 결합력이 약해지고, 집게의 잦은 파손이 발생할 뿐만아니라, 집게를 필기면에 결합하면 수신 센서 모듈이 향하는 방향이 필기면과 평행하지 못하고, 필기면에 대해서 경사를 이루면서 기울어져 기준신호 및 초음파 신호의 수신이 원활하지 못한 문제점이 존재하였다.

본 고안이 해결하고자 하는 과제는, 신호 수신 모듈과 필기면과의 결합이 용이하면서도, 결합후에 신호 수신 모듈 하우징 내부에 설치된 센서들의 수신 방향이 필기면과 평행하여 기준신호 및 초음파 신호의 수신이 원활한 초음파 신호를 이용한 정보 입력 장치를 제공하는 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 정보 입력 장치는, 신호 발생 장치에서 발생된 초음파 신호 및 기준신호를 각각 수신하는 초음파 수신부 및 기준신호 수신부를 하우징 내부에 수용하는 신호 수신 모듈; 및 상기 신호 수신 모듈과 연결되어, 상기 신호 발생 장치에서 발생된 초음파신호와 기준신호가 상기 신호 수신 모듈에서 수신된 시간차를 이용하여 상기 신호 발생 장치의 위치를 측정하는 위치 측정 모듈을 포함하고, 상기 하우징의 하면에는 일단만이 상기 하우징의 하면에 결합되고, 타단은 상기 하우징의 하면과 접촉하는 지지부가 설치되며, 상기 신호 발생 장치가 필기를 수행하는 필기면은 상기 지지부의 타단과 상기 하면 사이를 통해서 상기 지지부와 상기 하면 사이에 끼워진 상태에서 고정될 수 있다.

또한, 상기 필기면과 상기 신호 수신 모듈이 밀착되어 고정되도록, 상기 하우징의 하면은 평평하게 형성될 수 있다.

또한, 상기 필기면과 상기 지지부가 서로 밀착되어 고정되도록, 상기 지지부는 평평하고 탄성력있는 재질로 형성될 수 있다.

또한, 상기 신호 수신 모듈은, 상기 신호 발생 장치에서 발생된 초음파 신호를 수신하도록 서로 이격되어 설치된 한 쌍의 상기 초음파 수신부; 상기 신호 발생 장치에서 발생된 기준 신호를 수신하는 상기 기준신호 수신부; 및 상기 기준신호 수신부와 상기 한 쌍의 초음파 수신부가 신호를 수신하는 방향이 상기 하면과 평행하도록 상기 한 쌍의 초음파 수신부와 상기 기준신호 수신부를 내부에 수용하되, 상기 기준신호 수신부의 일부가 외부로 노출되고, 내부에 수용된 상기 한 쌍의 초음파 수신부로 초음파 신호가 도달하도록 관통홀이 형성될 수 있다.

또한, 상기 위치 측정 모듈과 상기 신호 수신 모듈은 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다.

또한, 상기 위치 측정 모듈은, 기준신호가 상기 기준신호 수신부에 수신된 시간과 초음파 신호가 상기 한 쌍의 초음파 수신부에 각각 수신된 시간간의 시간차를 이용하여 상기 신호 발생 장치의 위치를 측정하는 위치 측정부; 및 전자 장치의 통신 포트에 삽입되어, 상기 위치 측정부에서 측정된 상기 신호 발생 장치의 위치 정보를 상기 전자 장치로 출력하는 통신 커넥터를 포함할 수 있다.

본 고안의 초음파 신호를 이용한 정보 입력 장치는, 신호 발생 장치(전자펜)에서 발생된 기준신호 및 초음파 신호를 수신하는 수신 센서들이 하우징 내부에 설치된 신호 수신 모듈과, 신호 수신 모듈에서 수신된 기준신호 및 초음파 신호를 이용하여 신호 발생 장치의 위치를 측정하여 전자 장치로 전송하는 위치 측정 모듈로 구성되되, 신호 수신 모듈의 하우징 하면을 필기면과 같이 평평하게 형성하고, 역시 평평한 탄성력있는 재질의 지지부를, 그 일단이 하우징의 하면에 결합되고, 타단이 하우징 하면에 접촉하여 밀착되도록 하우징의 하면에 결합하였다.

이렇게 구성함으로써, 사용자는 종이를 일일이 들어올리지 않더라도, 노트 또는 백지와 같은 필기면을 신호 수신 모듈의 하우징 하면과 지지부 사이에 끼워 넣음으로써(즉, 신호 수신 모듈의 지지부를 노트 사이에 삽입함으로써) 신속하고 간편하게 신호 수신 모듈과 필기면을 결합하여 고정할 수 있고, 상단에 철이 되어 위로 종이를 넘기는 노트 등의 경우에도 노트의 옆면을 신호 수신 모듈의 하우징과 지지부 사이에 삽입함으로써, 신속하고 간편하게 신호 수신 모듈을 필기면에 고정시킬 수 있다.

또한, 하우징의 하면 및 하면에 결합된 지지부 모두 평평한 형상으로 형성됨으로써, 필기면이 결합된 이후에 신호 수신 모듈의 신호 수신 방향이 필기면에 평행하여, 종래의 집게로 결합된 신호 수신 모듈에 비하여 기준 신호 및 초음파 신호의 수신이 원활한 장점이 있다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 정보 입력 장치의 내부 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 정보 입력 장치의 외부 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 고안의 바람직한 실시예에 따라서 정보 입력 장치의 사용 예를 도시한 도면이다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 정보 입력 장치의 내부 구성을 도시하는 블록도이고, 도 2a 및 도 2b 는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 정보 입력 장치의 외부 구성을 도시하는 도면이며, 도 3은 본 고안의 바람직한 실시예에 따라서 정보 입력 장치의 사용 예를 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 정보 입력 장치를 설명한다.

정보 입력 장치는 신호 수신 모듈(200)과 위치 측정 모듈(300)로 구성되고, 신호 수신 모듈(200)과 위치 측정 모듈(300)은 서로 유선(500) 또는 무선으로 연결될 수 있다.

사용자가 필기를 수행하는 신호 발생 장치(100)(전자펜)에서 초음파 신호와 초음파 신호에 비해서 대기중 전송 속도가 매우 빠른 기준 신호(적외선, RF 신호 등)를 일정한 주기로 발생하면, 신호 수신 모듈(200)은 사용자가 필기를 수행하는 신호 발생 장치(100)에서 발생시킨 기준신호와 초음파 신호를 수신하여 위치 측정 모듈(300)로 전송하고, 위치 측정 모듈(300)은 기준신호와 초음파 신호가 신호 수신 모듈(200)에 각각 수신된 시간차를 이용하여 신호 발생 장치(100)의 위치를 측정한 후, 위치 정보를 위치 측정 모듈(300)이 연결된 전자 장치(400)로 전송하여, 전자 장치(400)에서 위치 정보를 이용하도록 한다. 이 때, 전자 장치(400)는 휴대용 스마트폰, 태블릿 PC, 일반 노트북 컴퓨터, 데스크탑 PC 등이 될 수 있다.

먼저, 신호 수신 모듈(200)을 설명하면, 신호 수신 모듈(200)의 하우징(210) 내부에는 기준신호 수신부(220), 및 한 쌍의 초음파 수신부(230a,230b)가 서로 이격되어 설치된다. 도 1 내지 도 2b에서는 한 쌍의 초음파 수신부(230a,230b) 사이에 기준신호 수신부(220)가 배치되었으나, 기준신호 수신부(220)의 위치는 변경이 가능하다.

기준신호 수신부(220)는 하우징(210) 내부에 수용되되, 외부의 신호 발생 장치(100)에서 발생된 기준신호를 수신할 수 있도록 센서 영역이 외부로 노출될 수 있다.

한 쌍의 초음파 수신부(230a,230b) 역시 외부의 신호 발생 장치(100)에서 발생된 초음파 신호를 수신할 수 있도록 센서 영역이 외부로 노출될 수 있고, 도 2a 내지 도 2b에 도시된 바와 같이, 하우징(210)에서 한 쌍의 초음파 수신부(230a,230b)의 센서가 설치된 방향에 관통홀(212)을 형성하여 외부의 초음파 신호가 하우징(210) 내부의 초음파 수신부(230a,230b)까지 도달하도록 할 수 있다.

또한, 신호 수신 모듈(200)은 신호 발생 장치(100)가 이동하면서 필기가 수행되는 필기면(600)(종이, 판넬, 수첩, 공책, 다이어리 등을 포함함)과 결합되어 고정되는데, 이 때, 필기면(600)과 접촉하는 하우징(210)의 외면이 둥근 경우에는 평평한 필기면(600)과 밀착되어 고정되기 어렵다. 따라서, 필기면(600)과 접촉하는 신호 수신 모듈(200)의 하우징(210)의 하면(214)(바닥면)은 필기면(600)과 같이 평평하게 형성되어, 필기면(600)과의 결합시 밀착되어 견고하게 지지되도록 한다.

신호 수신 모듈(200)의 평평한 하면(214)에는 신호 수신 모듈(200)과 필기면(600)의 결합 상태를 지지하는 평평하고 탄성력있는 재질(예컨대, 평평한 스테인리스 스틸 등)의 지지부(240)가 결합되고, 필기면(600)은 하면(214)과 지지부(240) 사이에 끼워져서 고정된다. 이를 위해, 지지부(240)는 일단이 하면(214)과 고정적으로 결합되고, 타단은 하면(214)과 밀착되어 접촉된다. 종이나 노트 등과 같이 필기가 수행되는 필기면(600)은 서로 접촉된 지지부(240)의 타단과 하우징(210)의 하면(214) 사이를 통해서 신호 수신 모듈(200)의 하면(214)과 지지부(240) 사이로 삽입되고, 하우징(210)과 결합된 지지부(240)의 일단까지 이동한 후, 하우징(210)의 하면(214)과 지지부(240)에 밀착되어 고정된다.

상술한 기준신호 수신부(220) 및 초음파 수신부(230a,230b)는 하우징(210) 내에서 신호 수신 방향이 평평한 하면과 서로 평행하도록 설치되어, 결과적으로 필기면과 평행한 방향으로 신호를 수신할 수 있도록 설치된다.

한편, 위치 측정 모듈(300)은 위치 측정부(310) 및 통신 커넥터(320)를 포함하여 구성된다.

위치 측정부(310)는 신호 발생 장치(100)에서 발생된 기준 신호가 기준신호 수신부(220)에 수신된 시간과, 초음파 신호가 한 쌍의 초음파 수신부(230a,230b)에 각각 수신된 시간간의 시간차를 이용하여 신호 발생 장치(100)와 한 쌍의 초음파 수신부(230a,230b)간의 거리를 계산하고, 초음파 수신부(230a,230b)간의 이격 거리는 사전에 정의된 값이므로, 이 3개의 거리를 이용하여 삼각 측량 방법에 따라서 신호 발생 장치(100)의 위치를 측정한다.

통신 커넥터(320)는 USB 커넥터(320) 또는 기타 표준화된 통신 커넥터(320)를 통해서 전자 장치(400)와 연결되고, 위치 측정부(310)에서 출력된 위치 정보를 전자 장치(400)로 전송한다.

도 3은 본 고안의 바람직한 실시예에 따라서 정보 입력 장치의 사용 예를 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 사용자가 책상에서 노트위에 필기를 수행하면서 필기 정보를 스마트폰(400)에 입력하고자 하는 경우에, 사용자는 신호 수신 모듈(200)의 하우징(210)의 하면(214)과 지지부(240) 사이에 노트의 종이를 끼워서 신호 수신 모듈(200)을 노트에 고정한다. 이 때, 지지부(240)는 노트의 종이 아래에 배치되고, 신호 수신 모듈(200)은 노트 위에 배치되며, 관통홀(212)은 사용자 필기를 수행하는 노트의 중심을 향하게 된다.

한편, 유선(500)으로 신호 수신 모듈(200)과 연결된 위치 측정 모듈(300)은 통신 커넥터(320)를 스마트폰(400)의 통신 포트에 삽입함으로써 스마트폰(400)과 연결된다. 통신 커넥터(320)가 스마트폰(400)과 연결되면, 스마트폰(400)의 전력이 통신 커넥터(320)를 통해서 위치 측정 모듈(300) 및 신호 수신 모듈(200)로 공급되어 위치 측정 모듈(300) 및 신호 수신 모듈(200)이 구동된다.

그 후, 사용자가 신호 발생 장치(100)를 이용하여 노트 위에 필기를 수행하면, 신호 발생 장치(100)에서 일정한 시간 주기로 기준 신호와 초음파 신호를 발생시키고, 기준 신호와 초음파 신호는 신호 수신 모듈(200)에서 수신되어 유선(500)을 통해서 위치 측정 모듈(300)로 전송된다. 위치 측정 모듈(300)은 기준신호 및 초음파 신호가 수신된 시간차를 이용하여 신호 발생 장치(100)의 위치를 측정하여 위치 정보를 스마트폰(400)으로 출력하며, 스마트폰(400)은 위치 정보를 이용하여 사용자의 필기 정보를 저장한다.

또한, 상술한 본 고안의 바람직한 실시예의 변형 실시예에서는, 신호 발생 장치에 버튼이 설치되어, 사용자가 버튼을 누르면 신호 발생 장치가 버튼 정보를 기준신호 또는 초음파 신호에 포함시켜 전송하고, 위치 측정 모듈이 버튼 정보를 기준 신호 또는 초음파 신호에서 추출하여 스마트폰으로 출력하며, 스마트폰은 버튼 정보를 이용하여 버튼 정보에 대응되도록 사전에 정의된 기능(예컨대, 마우스 버튼 클릭 기능 등)을 수행할 수도 있다.

또한, 상술한 본 고안의 바람직한 실시예에서는 신호 수신 모듈과 위치 측정 모듈이 유선으로 연결된 예를 설명하였으나, 신호 수신 모듈과 위치 측정 모듈은 서로 블루투스 등과 같은 무선 통신 방식으로 서로 통신을 수행하여, 신호 수신 모듈이 기준신호 및 초음파 신호의 수신 사실을 위치 측정 모듈로 전송할 수도 있다. 또한, 위치 측정 모듈이 스마트폰과 같은 전자 장치에 소프트웨어 적으로 구현되어, 신호 수신 모듈이 블루투스와 같은 무선 통신 방식으로 스마트폰으로 기준신호 및 초음파 신호의 수신 사실을 전송할 수도 있다.

또한, 상술한 본 고안의 바람직한 실시예에서는 신호 수신 모듈과 필기면간의 결합력을 극대화시키고, 신호 수신을 원활하게 하기 위해서, 신호 수신 모듈의 하면 및 지지부를 평평하게 형성하였으나, 지지부의 일단이 하우징과 결합되고 타단이 하우징과 밀착되어 접촉한 구조라면 하우징 하면과 지지부를 평평하게 형성하지 않아도 종래 기술에 비해서는 필기면과의 결합력을 유지하면서도 간편하게 신호 수신 모듈을 필기면에 고정시킬 수 있음을 당업자는 알 수 있을 것이다.

이제까지 본 고안에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 고안이 본 고안의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 고안의 범위는 전술한 설명이 아니라 실용신안등록청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 고안에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 신호 발생 장치 200 신호 수신 모듈
210 하우징 220 기준신호 수신부
230a,230b 초음파 수신부 300 위치 측정 모듈
310 위치 측정부 320 통신 커넥터
400 전자 장치 500 유선
600 필기면

Claims (6)

1. 신호 발생 장치에서 발생된 초음파 신호 및 기준신호를 각각 수신하는 초음파 수신부 및 기준신호 수신부를 하우징 내부에 수용하는 신호 수신 모듈; 및
   상기 신호 수신 모듈과 연결되어, 상기 신호 발생 장치에서 발생된 초음파신호와 기준신호가 상기 신호 수신 모듈에서 수신된 시간차를 이용하여 상기 신호 발생 장치의 위치를 측정하는 위치 측정 모듈을 포함하고,
   상기 하우징의 하면에는 일단만이 상기 하우징의 하면에 결합되고, 타단은 상기 하우징의 하면과 접촉하는 지지부가 설치되며,
   상기 신호 발생 장치가 필기를 수행하는 필기면은 상기 지지부의 타단과 상기 하면 사이를 통해서 상기 지지부와 상기 하면 사이에 끼워진 상태에서 고정되는 것을 특징으로 하는 정보 입력 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 필기면과 상기 신호 수신 모듈이 밀착되어 고정되도록, 상기 하우징의 하면은 평평하게 형성되는 것을 특징으로 하는 정보 입력 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 필기면과 상기 지지부가 서로 밀착되어 고정되도록, 상기 지지부는 평평하고 탄성력있는 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 정보 입력 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 신호 수신 모듈은
   상기 신호 발생 장치에서 발생된 초음파 신호를 수신하도록 서로 이격되어 설치된 한 쌍의 상기 초음파 수신부;
   상기 신호 발생 장치에서 발생된 기준 신호를 수신하는 상기 기준신호 수신부; 및
   상기 기준신호 수신부와 상기 한 쌍의 초음파 수신부가 신호를 수신하는 방향이 상기 하면과 평행하도록 상기 한 쌍의 초음파 수신부와 상기 기준신호 수신부를 내부에 수용하되, 상기 기준신호 수신부의 일부가 외부로 노출되고, 내부에 수용된 상기 한 쌍의 초음파 수신부로 초음파 신호가 도달하도록 관통홀이 형성된 것을 특징으로 하는 정보 입력 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 위치 측정 모듈과 상기 신호 수신 모듈은 유선 또는 무선으로 연결된 것을 특징으로 하는 정보 입력 장치.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 위치 측정 모듈은
   기준신호가 상기 기준신호 수신부에 수신된 시간과 초음파 신호가 상기 한 쌍의 초음파 수신부에 각각 수신된 시간간의 시간차를 이용하여 상기 신호 발생 장치의 위치를 측정하는 위치 측정부; 및
   전자 장치의 통신 포트에 삽입되어, 상기 위치 측정부에서 측정된 상기 신호 발생 장치의 위치 정보를 상기 전자 장치로 출력하는 통신 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 입력 장치.

Images