KR20050116772A

KR20050116772A - 무선 펜마우스장치 및 그것을 이용한 다중 처리시스템

Info

Publication number: KR20050116772A
Application number: KR1020040042007A
Authority: KR
Inventors: 김명호
Original assignee: (주) 아이.에스.브이.
Priority date: 2004-06-08
Filing date: 2004-06-08
Publication date: 2005-12-13
Also published as: KR100649442B1

Abstract

본 발명은 무선 펜마우스 장치 및 그를 이용한 다중처리시스템에 관한 것으로서, 광원과 택트 스위치를 접촉감지모듈의 압력센서에 일체화시켜 펜마우스를 2개 요소로 간단히 구성하여 여러 문제점을 해결하고 하나의 수신기 본체에 다수개의 펜 마우스를 동시에 사용할 수 있도록 한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 압력센서와 영상센서로 압력과 빛을 각각 검출하여 모니터 상의 위치에 대한 좌표값 및 클릭여부를 감지하는 접촉감지모듈과 수광모듈을 구비한 무선 펜마우스 장치에 있어서, 상기 압력센서의 몸체 내부에 광원과 택트조절부를 일체형으로 탑재하여 접촉감지모듈을 구성한 펜마우스; 상기 펜마우스와 무선으로 교신하여 상기 접촉감지모듈과 수광모듈을 통해 감지되는 데이터신호를 컴퓨터 시스템으로 전송하는 수신기 본체로 구성되는 것을 무선 펜마우스장치, 및 상기 수신기 본체에 다수 개의 펜 마우스에서 각각 송신되는 신호를 각각 구별하여 처리하는 다중 처리 제어로직을 구비하여 하나의 컴퓨터 시스템에 다수의 펜마우스를 동시에 이용할 수 있도록 구성한 무선 펜마우스장치를 이용한 다중처리시스템을 제공한다.

Description

무선 펜마우스장치 및 그것을 이용한 다중 처리시스템{Wireless and Pen-type Mouse and multiprocessing system thereof}

본 발명은 컴퓨터 화면의 디스플레이자료를 선택하여 클릭하거나 원하는 프로그램이 실행되도록 제어가 가능한 무선 펜마우스 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광감지모듈과 접촉감지모듈을 일체화시켜 그 구성을 간단히 하고 택트스위치와 압력센서를 하나의 접촉감지모듈에 모두 적용하여 전문가용 마우스장치와 일반 사용자용 마우스장치에 요구되는 기능을 동시에 탑재할 수 있도록 함으로써 전문가용/일반사용자용 구분없이 혼용할 수 있도록 한 무선 펜마우스 장치에 관한 것이다.

또한 본 발명은 상기 무선 펜마우스장치에 대응하는 수신기 본체를 구성하고, 다수 개의 무선 펜마우스장치에서 각각 송신되는 신호를 하나의 수신기 본체에서 다중 처리할 수 있도록 함으로써, 하나의 컴퓨터 시스템에 다수의 펜형 무선 마우스장치를 동시에 이용할 수 있도록 한 무선 펜마우스장치를 이용한 다중처리시스템에 관한 것이다.

통상적으로 컴퓨터의 마우스는 응용프로그램의 실행 또는 제어에 주로 사용되는 것으로서, 현재의 GUI를 지향하는 대부분의 컴퓨터 시스템에 필수적으로 사용되는 입력장치라고 할 수 있다.

그런데 이와 같은 마우스는 특정 응용프로그램 상에서 그림이나 글자들을 직접 제작하거나 고안할 경우에는 정밀도가 매우 낮은 문제점을 가지고 있다.

물론 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 최근 유선 또는 무선 방식의 펜형 입력장치가 등장하고 있으나, 펜형 광 마우스의 경우 광센서가 가지는 각도와 파지각도가 사용자마다 상이할 뿐만 아니라 같은 사용자라 할지라도 때에 따라 그 파지각도가 달라지게 되므로 종래 기술이 적용될 경우 실제 전통적으로 사용하던 펜과의 크기가 많이 차이 나게 되어 필체가 정확하게 입력이 되지 못하기 때문에 여전히 문제점들이 해결되지 못하고 있다.

또한 접촉 감지를 위해 스위치형을 사용할 경우 스위치의 동작 이격에 따른 오차로 실제 필체와 다른 필체로 입력이 되는 문제점들이 있었고, 이격이 없는 콘덴서형 압력센서를 사용한 펜형 입력장치들에서는 일방 클릭형 프로그램 사용자들이 불편하여 전문가들이 주로 사용하는 전문작업용으로 주로 사용이 되었다.

도 1은 종래의 무선 펜마우스장치에 탑재된 광/접촉감지모듈의 상세 구성도이고, 도 2는 도 1의 무선 펜마우스장치의 전면의 단면상태를 보인 개략도로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 펜형 마우스 장치의 선단에 가해지는 압력을 전달받아 접촉여부를 감지하는 접촉감지부(10)와, 빛을 발산하고 반사광을 수신하여 움직임을 감지하는 발광부(30) 및 수광부(20)로 구성되어 있다. 상기 접촉감지부(10)는 펜촉과 유사한 압력전달부(11)과 압력검출부(12)로 구성되며, 상기 수광부(20)는 영상센서(21)와 수광렌즈(22)를 포함하고 광경로 변환기(23)가 추가적으로 더 포함된 경우도 있다. 그리고 상기 발광부(30)는 광원(31)와 광경로기(32)로 구성되어 있다.

도 3은 종래의 광 마우스장치에 주로 탑재되는 일반적인 형태의 광감지모듈의 상세 구성도로서, 빛을 발산하고 반사광을 수신하여 움직임을 감지하는 수광부(40)와 발광부(50)와 별도의 입력스위치(60)로 구성되어 있으며, 상기 수광부(40)는 영상센서(41)와 수광렌즈(42)로 구성되며 발광부(50)에는 광원(51)과 광경로 변환기(52)로 구성되어 있다.

그러나 이러한 종래 기술에 의하면, 도 2의 개략도에 도시된 바와 같이, 광/접촉 감지를 위해 발광부와 수광부와 접촉감지부가 각각 구비되어 3개의 구성요소로 설계되어 있으므로 사용상 편리성을 위해 펜형으로 구현하기에 기술적으로 한계가 있을 뿐만 아니라, 전통적인 펜으로 얻을 수 있는 필기형 마우스의 성능과 클릭형 마우스의 장점을 살리는데 한계가 있었다.

또한 상기의 종래 무선 펜마우스 장치는 그에 대응하는 수신기 본체를 통해 컴퓨터 시스템에 연결될 수 있도록 구성되어 있기 때문에, 하나의 컴퓨터 입력 포트에 하나의 수신기 본체가 연결되고, 상기 수신기 본체에는 다시 하나의 무선 펜마우스장치가 연결되어 컴퓨터 시스템과 마우스 입력장치가 일대일로 사용되는 시스템으로 그 사용용도가 매우 한정적이었다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 제 1목적은 광원을 접촉감지모듈에 일체화시킴으로써 소형화 및 모듈화를 용이하게 할 뿐만 아니라 그림 또는 문자를 입력할 경우 입력장치가 실제 이동하는 거리와 그에 따라 모니터상에 나타나는 이동거리와의 차이를 최소화할 수 있도록 하여 사용자의 감각과 다른 각도의 그림이나 문자가 모니터상에 표시되는 문제점을 해결할 수 있는 무선 펜마우스 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 제 2목적은 택트스위치와 압력센서를 하나의 접촉감지모듈에 모두 적용하여 압력센서를 이용한 펜형 입력장치의 압력센서형 검출기능과 택트 스위치를 이용한 마우스 입력장치의 택트스위치형 검출기능을 동시에 발휘할 수 있도록 함으로써 전문가용 마우스장치와 일반 사용자용 마우스장치에 구분없이 혼용할 수 있는 무선 펜마우스장치를 제공함에 있다.

본 발명의 제 3목적은 상기 무선 펜마우스장치와 그에 대응하는 수신기 본체에 있어 다수 개의 무선 펜마우스장치에서 각각 송신되는 신호를 하나의 수신기 본체에서 다중 처리할 수 있도록 함으로써, 하나의 컴퓨터 시스템에 다수의 무선 펜마우스장치를 동시에 이용할 수 있도록 한 무선 펜마우스장치를 이용한 다중처리시스템을 제공함에 있다.

상기의 제 1목적을 달성하기 위하여 본 발명은 압력센서와 영상센서로 압력과 빛을 각각 검출하여 모니터 상의 위치에 대한 좌표값 및 클릭여부를 감지하는 접촉감지모듈과 수광모듈을 구비한 무선 펜마우스 장치에 있어서, 상기 압력센서의 몸체 내부에 광원을 일체형으로 탑재하여 접촉감지모듈을 구성한 펜마우스; 상기 펜마우스와 무선으로 교신하여 상기 접촉감지모듈과 수광모듈을 통해 감지되는 데이터신호를 컴퓨터 시스템으로 전송하는 수신기 본체로 구성되는 것을 무선 펜마우스장치를 제공한다.

상기의 제 2목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상기 접촉감지모듈에 택감조절을 위한 택트조절부를 더 구비하여, 압력센서형 검출방식과 택트스위치형 검출방식을 혼용하도록 상기 접촉감지모듈을 구성한 무선 펜마우스장치를 제공한다.

상기의 제 3목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상기 수신기 본체에 다수 개의 펜 마우스에서 각각 송신되는 신호를 각각 구별하여 처리하는 다중 처리 제어로 직을 구비하여 하나의 컴퓨터 시스템에 다수의 펜 마우스를 동시에 이용할 수 있도록 구성한 무선 펜마우스장치를 이용한 다중처리시스템을 제공한다.

상기 접촉감지모듈은, 압력검출부와 신축성을 가진 압력전달부로 구분되는 압력센서로 구성되며, 상기 광원과 일직선상으로 압력센서의 압력전달부와 압력검출부를 배치하여, 광원에서 압력을 검출하고 상기 광원에 접촉된 압력이 일직선상으로 압력전달부를 통해 압력검출부에 전달될 수 있는 직선형 배치구조를 형성하는 것이 바람직하고, 상기 압력검출부로의 효과적인 압력 전달을 위하여 상기 압력전달부의 후단에 신축성 있는 제2의 압력전달부를 더 구비할 수 있다.

상기 접촉감지모듈은, 지면 또는 모니터와의 직접적인 접촉이 이루어지는 상기 압력센서의 접촉부 최 선단에 상기 광원을 위치시킨 것을 특징으로 하고, 이 경우 상기 압력센서의 접촉부 최 선단에 상기 광원을 배치하기 위하여 상기 압력 전달부에 전원 공급단자를 더 구비할 수 있다.

상기 펜 마우스는, 왼손과 오른손 사용자의 차이를 개선하기 위해 왼손/오른손 사용 전환키를 구비할 수 있으며, 상기 접촉감지모듈과 수광모듈을 커버링하는 내피와, 상기 내피를 다시 커버링하는 외피를 갖고, 상기 접촉감지모듈의 입력 각도를 사용자에 따른 파지습관에 대응하여 변경 가능하도록 상기 내피를 기준으로 그 외피를 돌려 각도를 조정할 수 있도록 구성될 수 있으며, 또한 상기 외피의 파지부 외관 구조를 3개의 손가락을 사용하는 사용자에 적합하도록 3각 모양의 단면으로 구성할 수 있다.

상기 택감조절부는, 스위치사용 감각을 부여하기 위해 돔형 택트스위치로 구성하여 상기 압력센서의 몸체 후단에 설치되는 것을 특징으로 하며, 이러한 상기 택감조절부는 스크롤 기능을 구현하는 푸시백스위치와 함께 하나의 노브를 사용하는 택트스위치로 구성한 것일 수 있다.

상기 펜 마우스는, 상기 수광모듈의 영상센서의 중심축과 스크롤 또는 키스위치의 중심축을 45도에 근접한 예각에 배치하여 구성한 것을 특징으로 한다.

상기 펜 마우스와 수신기 본체는, 지정된 모드에서 사용자 설정 번호 확인 절차와 채널 전환 절차를 우선적으로 실행하는 다중처리 제어로직을 탑재할 수 있으며, 상기 펜 마우스와 수신기 본체에서 각각 실행되는 사용자 설정번호 확인 절차 및 채널 전환 절차는, 상기 펜 마우스에서 사용자설정번호를 지정하여 그 설정번호를 수신기 본체에 보내주는 절차와 상기 수신기 본체가 받은 사용자 설정번호에 해당하는 펜마우스의 송신기 데이터를 선별하여 컴퓨터 시스템의 모니터에 표시하는 절차로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 따른 무선 펜형 마우스장치 및 그를 이용한 다중처리시스템은 첨부된 도면을 참고로 하여 이하에 상세히 기술되는 실시예들에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.

도 4은 본 발명에 의한 무선 펜마우스장치와 수신기 본체와의 분리상태 사시도이고, 도 5은 본 발명에 의한 무선 펜마우스장치와 수신기 본체와의 결합상태 사시도로서, 본 발명에 따른 무선 펜마우스 시스템은 손으로 잡고 사용하는 펜마우스(100)와, 상기 펜마우스와 무선신호로 교신하는 수신기 본체(200)로 구분되어 구성된다.

상기 도 4 및 도 5에 따르면, 펜마우스(100)는 펜(pen)형상으로 이루어져 연필을 잡듯 손으로 편리하게 사용이 가능하도록 몸체(102)를 형성하고 있으며, 상기 몸체(102)의 중앙부에는 펜마우스(100)의 내부 밧데리 충전전원이 불충분한 경우 이를 표시해주기 위한 저전원표시용 LED(104)가 형성되고, 그 일측에는 일반적인 마우스(mouse)의 왼쪽, 오른쪽, 스크롤 기능을 위한 버튼에 해당하는 레프트키(103)와 라이트키(105)와 스크롤키(106)가 형성된다.

그리고, 상기 펜마우스(100)의 몸체(102) 선단 하부에는 광원과 압력 센서 및 택트 스위치가 일체로 구성된 접촉 감지모듈(108)이 구비되어 있는데, 이 접촉감지모듈은 광원인 적외선 램프가 적외선을 조사하게 되고, 이렇게 조사된 빛은 지면(또는 모니터 화면)으로부터 반사되며, 수광렌즈를 통해 결상되는 빛을 영상센서를 통해 다시 전기적 신호로 변환하여 그 변환된 전기적 신호를 제1중앙처리장치로 전송하여 상기 압력 및 광검출값에 의해 X-Y좌표를 계산해낼 수 있도록 한다. 이와 같이 펜마우스(100)의 하부에 형성되는 접촉감지모듈(108)로 형성되어 모니터 화면상에 아이콘을 실행시킬 때에는 펜마우스(100)의 접촉감지모듈(108) 부분을 이동시켜 좌표를 이동시킨 후에 접촉감지모듈(108)을 바닥에 누르면, 즉 클릭하면 화면상의 아이콘(icon)이 선택되어지게 되며, 이를 더블클릭(double click)하면 직접 아이콘에 해당하는 응용프로그램이 실행되거나 아이콘이 지시하는 응용프로그램들이실행될 수 있게 된다. 그리고 상기 몸체(102) 측면에는 양측에 수신기 본체(200)로부터 충전전원을 공급받기 위한 2개의 +,-충전단자(112a,112b), 현재의 펜마우스의 밧데리 충전여부를 상기 수신기 본체에 전송하기 위한 1개의 충전확인단자(112c), 그리고 상기 수신기 본체(200)와 펜마우스(100)가 지정된 아이디(ID)를 사용하여 무선 통신하도록 아이디를 일치시켜 주기 위한 1개의 ID_data용 단자(112d) 등으로 이루어진 4개의 펜마우스단자(112a,112b,112c,112d)가 형성되어 있다. 또한 상기 몸체의 후단부 쪽에는 왼손사용자 및 오른손 사용자의 선택을 위한 왼손/오른손 선택스위치(101)가 구비되어 있다.

한편, 상기 펜마우스(100)를 충전하고 ID 통신을 하는 수신기 본체(200)는 컴퓨터의 입출력 포트(I/O Port)를 이용하여 통신하기 위해 포트에 삽입 가능한 커넥터(204)가 구비되어 있으며, 상기 수신기 본체(200)의 상부에는 상기 펜마우스(100)가 삽입 가능하게 내부가 파지된 거치홈(206)이 형성되어 있고 그 내부에는 상기 펜마우스가 삽입시에 상기 펜마우스(100)의 펜마우스단자(112a, 112b, 112c, 112d)가 일대일로 전기적 접속이 되는 4개의 본체단자(202a, 202b, 202c, 202d)가 형성되어 있다. 그리고, 상기 수신기 본체(200)의 정면 중앙에는 상기 거치홈(206)에 삽입되어 충전중인 상기 펜마우스(100)의 충전상태를 표시해 주는 충전상태표시용 LED(208)를 구비하여 충전여부를 확인할 수 있도록 구성한다.

이때, 상기 충전상태표시용 LED(208)는 적색(Red) 및 녹색(Green)을 표시가 가능한 2색의 LED를 사용할 수 잇으며, 예를 들어 상기 펜마우스(100)의 충전이 진행중인 경우에는 적색(Red)이 점등되고, 충전이 완료된 경우에는 녹색(Green)이 점등되어 현재 펜마우스(100)의 충전상황을 확인할 수 있도록 설정 가능하다.

이러한 펜마우스 몸체와 수신기 본체의 내부에는 각각 도 6 및 도 7과 같은 구동회로를 구비하게 된다.

도 6은 도 4의 무선 펜마우스장치에 탑재된 내부회로 구성도이고, 도 7는 도 4의 수신기 본체에 탑재된 내부회로 구성도이다.

이하 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 무선 펜마우스장치의 펜마우스(100)의 내부 회로에 대한 구성 및 그에 따른 작용을 설명한다.

상기 펜마우스(100) 장치는 수신기 본체(200)와 연결되어 밧데리 충전전원과 ID 데이터 및 충전확인데이터를 전송하는 4개의 펜마우스단자(112a, 112b, 112c, 112d)로 이루어진 제1인터페이스부(112)와, 왼손/오른손 사용자 선택 및 레프트키, 라이트키, 스크롤 키 등에 해당하는 다수의 입력키(101,103,105,106)를 구비하고, 밧데리 레벨 검출부(121)와 제 1충전검출부(122)와 밧데리의 저전원상태 표시를 위한 LED(104) 등이 구비되며, 무선 전송을 위한 안테나(133)와 필터(134)와 증폭부(135)와 변조가능주파수발생부(136)등이 구비되고, 이와 같은 제1인터페이스부(112)를 통해 입력되는 약 3.7[V]의 전원을 충전하는 밧데리(109)를 통해 내부 회로를 구동시키게 되며, 압력센서와 수광센서에 의해 압력과 빛을 각각 감지하는 접촉 감지모듈(108)과 수광모듈(107)이 구비된다. 상기 접촉감지모듈(108)은 광원인 적외선램프(108a)와 압력전달부(108b), 압력 검출부(108c), 택감조절부(108d)로 일체화되어 구성되고 수광모듈(107)은 영상센서(107a)와 수광렌즈(107b) 및 광경로 변환기(107c)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서 상기 제1 입력키, 제2 입력키, 제3 입력키는 윈도우상에서의 키설정에 따라 다를 수는 있으나 기본적으로 상기 접촉 감지모듈의 입력값은 레프트키, 제1 입력키는 라이트키, 제2 입력키는 스크롤 키, 제3 입력키는 프리젠테이션에서의 특수 기능키로 설정될 수 있다.

또한 왼손/오른손 사용자 선택키(101)는 사용자의 파지에 영향을 주지 않는 위치에 설치되는 것이 바람직하며, 도 4와 같이 위치하여 사용자 왼손을 설정하면 실제 검출된 좌표값의 45도를 변경하여 좌표값을 컴퓨터로 전송하게 된다.

상기 밧데리(109)의 충전동작을 보면, 상기 펜마우스(100)를 수신기 본체(200)에 거치할 경우 수신기 본체(200)의 4개 본체단자(202a,202b,202c,202d)로 이루어진 제 2인터페이스부(202)에서 공급되는 전원이 펜마우스(100)의 네 단자(112a,112b,112c,112d)로 이루어진 제 1인터페이스부(112)와 상호 접촉되어 전원이 공급되며, 이로써 밧데리의 충전이 이루어 진다. 이때 상기 수신기 본체(200)와 펜마우스(100)는 서로 접촉된 각 인터페이스부(112,202)를 통해 고유번호를 부여받게 되며, 이렇게 부여받은 고유 번호는 도 15 내지 도 18에서 후술하게 될 다중사용자 설정로직이 실행되기 전까지는 단일 고유 번호를 가지고 동작하게 된다.

또한 상기 펜마우스(100)를 수신기 본체(200)의 거치홈(206)에 거치하지 않고 사용 중에 있을 때에는 펜마우스의 전원은 밧데리(109)에 의해 공급되어 진다.

상기 밧데리(109)의 전원은 저전원표시용 LED(104)를 통해 표시되게 되는데, 이는 상기 밧데리의 전압을 검출하여 그 충전상태를 체크하도록 구성된 밧데리 레벨 검출부(121)를 통해 현재의 전원공급상태가 파악될 수 있게 되며, 상기 검출결과 밧데리 전원이 좋지 않은 경우에 상기 밧데리 레벨 검출부(121)는 제1중앙처리부(120)에 해당하는 신호를 인가하게 되고, 따라서 제1중앙처리부(120)는 저전원표시용 LED(104)를 구동시킴으로써 밧데리 저전원 상태를 표시하여 외부 사용자가 쉽게 확인할 수 있게 한다.

한편, 전원이 공급되면 제1중앙처리부(120)가 구동되어 ID 데이터를 저장하고 데이터를 로딩하여 초기화하게 된다. 이와 같이 초기화되면, 펜마우스(100)를 사용할 수 있는 상태가 되어 수신기 본체(200)와 펜마우스(100)는 동일한 ID로 통신이 가능해진다.

이때, 펜마우스(100)를 움직이면 상기 접촉감지부모들(108)의 광원(108a)에서 조사된 빛은 바닥에서 일정한 각도로 반사되어 수광모듈(107)의 수광렌즈(107b)와 광경로 변환기(107c)를 차례로 거쳐 영상센서(107a)로 입력된다. 한편 상기 영상센서(107a)는 이와 같이 반사되어 들어온 입사광에 따라 이전의 영상과 비교하여 X_Y좌표를 설정하여 제1중앙처리부(120)로 전송해 주게 되어 현재의 펜마우스(100)의 위치를 계속해서 감시하게 되는 것이다.

한편, 이와 같은 상태에서 펜마우스(100)를 손으로 잡고 응용프로그램을 실행시키거나 그림을 그리기 위해 이동하던 중에 접촉부(108e)를 바닥면에 대고 누르면 압력전달부(108b)와 압력검출부(108c)에서 전기신호로 변환되어 제1중앙처리부(120)에 키값이 입력되어 응용프로그램이 실행되거나 그림그리기 등의 작업을 실행할 수 있도록 변환된 X_Y좌표데이터 및 버튼입력데이터를 외부로 전송하기 위한 수신부로 전송하게 된다.

상기 제1중앙처리부(120)에서 외부로 송신할 데이터는 변조가능 주파수발생부(136)에서 발진되어 제1증폭부(135)를 거쳐 일정한 신호로 증폭이 되며, 이와 같이 상기 제1 증폭부(135)를 통해 증폭된 신호는 제1필터부(BPF : Band Pass Filter)(134)에서 특정 신호만을 통과시키게 되어 제1안테나부(133)를 통해 송출된 다.

이때, 상기 제1안테나부(133)를 구성하는 안테나는 상기 몸체의 내부에 내장형으로 형성되어 펜마우스의 사용이 매우 편리해진다.

이하 도 7을 참고로 하여 본 발명에 따른 무선 펜마우스장치의 수신기 본체(200)의 회로 구성 및 작용을 설명한다.

본 발명에 따른 무선 펜마우스장치의 수신기 본체(200)는 무선주파수를 수신하는 제2 안테나부(216)와, 상기 제2 안테나부(216)를 통해 수신되는 신호 중 미리 설정된 주파수 대역의 신호만을 필터링하는 제2 필터부(217)와, 국부신호를 발진시키는 제2 발진부(215)와, 상기 필터부를 통과한 신호와 제2 발진부(215)부터 출력되는 국부신호를 합성(Mixing)하여 상기 무선주파신호를 일정 레벨 하향 변환시킨 중간주파수(IF : Intermediate Frequency)를 출력시키는 믹싱부(218)와, 상기 발생된 중간 주파수 신호로부터 데이터를 복조하는 복조부(219)와, 상기 복조된 데이터를 감지하여 수신기 본체의 중앙처리부로 전송하는 데이터 검출부(214)와, 상기 전송된 감지 데이터를 인식하여 컴퓨터 시스템으로 전송하는 제2 중앙처리부(213)와, 컴퓨터 시스템과의 데이터 통신을 위한 인터페이스 수단인 컴퓨터 인터페이스부(204), 및 상기 거치홈(206)에 거치된 펜 마우스의 충전 여부를 검출하는 제 2충전 및 충전 검출부(211)를 포함하여 구성된다.

한편, 상기 수신기 본체(200)는 컴퓨터 인터페이스부(212) 특히 컴퓨터의 유에스비포트를 통해 연결되어 사용가능하도록 유에스비컨넥터를 구비하고 이를 통해 전원을 공급받고 아이디(ID) 데이터와 충전상태 감시가 가능하게 된다.

또한, 상기 펜마우스(100)의 펜마우스단자(112)가 본체단자(202)로 이루어진 제2인터페이스부(220)에 삽입되어 충전단자가 1대1로 연결되어 밧데리 충전이 진행되면, 수신기 본체(200)에서는 2색의 충전표시용 LED(208)를 통해 현재의 충전 진행상황을 파악할 수 있게 되고, 아이디가 일치하지 않아 통신상태가 불량할 경우에 시스템을 초기화하여 사용할 수 있으며, 상기 펜마우스(100)와 통신하기 위한 특정 아이디를 메모리에 저장하고 있다. 이때 메모리는 별도로 외부 메모리장치를 구비하여 사용할 수도 있으며, 상기 펜마우스의 제1 중앙처리부(120)와 수신기 본체의 제 2중앙처리부(220)의 내장 메모리를 사용할 수 있다.

도 8은 도 4의 무선 펜마우스장치의 펜마우스에 탑재되는 광/접촉감지모듈의 상세 구성도로서, 발광기능을 가진 접촉감지모듈(108)과 수광모듈(107) 등의 2개의 구성요소로 되어 소형화와 성능개선을 이룰 수 있도록 구성된 예를 도시하고 있으며, 상기 접촉감지모듈(108)은 접촉부(108e)의 몸체에 내장되는 광원(108a)과 압력 전달부(108b)와 압력감지부(108c), 및 상기 광원으로 연결되는 전원공급단자(108f)로 구성되고, 상기 수광모듈(107)은 영상센서(107a)와 수광렌즈(107b)로 구성되며 광경로 변환기(107c)가 포함할 경우도 있다.

도 9와 도 10은 각각 도 8의 접촉 감지모듈을 발췌하여 도시한 상세도와 그 내부의 압력전달구조 및 택감조절구조를 도시한 상세도로서, 본 발명에서 가장 기술적으로 해결하기 힘든 부분으로서 발광체를 내장한 접촉감지 모듈의 내부 구성도이다.

도 9에 의하면, 상기 접촉 감지모듈(108)은 최 선단부에 광원(108a)을 내장하여 발광체로 작동하면서 접촉기능을 하는 접촉부(108e), 상기 광원에 연결되는 전원공급단자(108f), 압력의 제 1전달을 위한 제1압력전달부(108b-1), 압력의 제 2전달을 위한 제2 압력전달부(108b-2), 압력의 제 1검출을 위한 제1압력검출부 (108c-1), 압력의 제 2검출을 위한 제2 압력검출부(108c-2)가 일직선상에 배열되어 구성되어지며, 도 10에 의하면, 상기 제 2압력 검출부(108c-2)의 후단에 스위치사용 감각을 부여하기 위해 돔형 택트스위치로 구성되는 택감조절부(108d)가 더 구비된다.

여기서 상기 접촉부와 압력 전달부는 상기 광원(108a) 자체가 압력을 더 정밀하게 검출할 수 있도록 신축적인 재질로 구성한다. 그리고 상기 압력 전달부와 압력 검출부는 다시 두 부분으로 나눠져, 접촉부에서 감지된 압력이 제 1,2압력전달부(108b-1, 108b-2)와 제 1,2압력검출부(108c-1, 108c-1)로 차례로 전달되는 구조로 하여 압력을 더 정밀하게 검출할 수있게 되며, 이와 같이 검출된 압력이 전기신호로 변경되어진다.

특히 도 10은 압력감지와 택트스위치를 사용한 클릭형 감지의 2가지 장점을 동시에 만족하기 위해 고안된 압력감지부와 택감 조절부 구조도로서, 압력전달부(108b-1, 108b-2)에서 전달되는 힘을 전기신호로 변환해야 하는데, 본 발명에서는 압력-전기신호 변환이 더 정밀할 수 있도록 고무와 같은 신축성을 가지는 제 2압력전달부(108b-2)를 거치도록 설계된다. 따라서 상기 제2압력전달부 (108b-2)를 통과한 압력은 제 1압력검출부(108c-1)와 제2압력검출부(108c-2)를 신축성있게 누름으로써 제 1압력검출부(108c-1)과 제 2압력검출부(108c-2)사이의 압력을 전기신호로 바꾸는 별도의 장치를 통해 전기신호로의 변환이 이루어진다. 또한 제 2압력검출부(108c-2) 다음 단에 택감을 가질 수 있도록 택감조절부(108d)를 두어 압력검출단자를 통과한 힘이 전달되고 그 힘에 의해 택감조절부(108d)가 택트 스위치와 같이 동작되어 클릭형 마우스와 같은 감각을 느끼게 된다. 이 택감조절부는 전기적인 신호를 감지하지 않지만 사용자가 누를 경우일정 압력(40-200mg)이 되면 택트 스위치와 같이 딸깍하고 누르는 느낌을 준다, 이때 스트록(동작 깊이)은 0.2mm이하로 설계되어 일반 크릭형 느낌을 주면서도 글을 쓸때 필체에 변형을 주지 않게 된다.

도 11은 본 발명에 의한 펜 마우스에서 하나의 스위치 노브에 스크를 키와 택트스위치가 모두 적용된 상태를 도시하는 것으로서, 스크롤 기능과 택트 스위치 기능을 구현함에 있어 한 개의 푸시노브(421)로 전진/후진에 따라 리턴백스위치(422)를 구동하고 상, 하간의 누름 동작시에는 택트스위치(423)을 누름으로서 스크롤기능과 택트스위치기능을 동시에 구현할 수 있게 된다. 이때 안정적인 동작을 위해서는 고정대(424)에 택트스위치(423)와 리턴백 스위치(422)가 고정된다.

도 12는 도 4의 무선 펜마우스장치의 펜 마우스 선단에 적용된 커버구조 단면도로서, 상기 접촉 감지모듈(108)과 수광모듈(107)을 직접 감싸는 구조의 내피(113)와 그에 덧 씌운 외피(114)로 이루어지는 이중 커버구조를 이용하여 유동을 일으키는 동작을 설명하고 있다. 즉, 상기 외피(114)는 내피를 감싸는 삼각형 구조로서 상기 내피(113)에 접촉감지모듈(108)과 영상센서(107)등의 회로물을 포함한 부품들이 실장되고 그 외곽에 외피(114)를 더 구비하고 유동성 있도록 설계하여 내피(113)과 외피(114)를 돌려 유동(115)할 수 있게 설계된다. 또한 외피(114)는 삼각형구조로 되어 3개 손가락을 사용하는 사용자들의 삼각 파지에 적합하다. 상기의 유동은 내피구조를 대칭형 원통 구조로 설계하고 외피의 내경은 내피의 외경과 같은 대칭형 원통 구조로 하고 외경은 피지에 적합한 삼각 구조로 하여 내피와 외피가 접촉되는 내피의 외경과 외피의 내경은 사용자가 돌려서 각도를 조절함으로써 유동(115)으로 인해 파지위치와 영상센서의 각도를 조절할 수 있게 된다.

도 13는 본 발명에 의한 무선 펜마우스장치에서 영상센서의 중심축과 스크롤 또는 입력스위치의 중심축을 도시한 사시도로서, 영상센서(107a)와 스크롤키(106)또는 스위치(103,105)를 중심축각도를 직각 또는 수평 구조가 아닌 45도 근사치(30-60도)의 예각 구도로 배치한 각도사시도이며 사용자가 파지 후 실제 그림을 그리거나 또는 글씨를 쓸 때 3개의 손가락을 사용하는 사람들이 검지손가락을 스크롤모듈(106)에 위치하고 사용하는 입력데이타는 대다수가 영상센서(107a) 직각 또는 수평각을 따라 움직이지 않고 예각을 따라 선의 궤적이 움직이므로 실제 입력이 사선으로 그려지는 특성이 있다. 그러한 결과는 전통적인 펜을 사용하는 사람들이 불편하게 느끼고 있으며 본 발명에 도시된 바와 같이 예각구도로 배치하게 되면 이러한 문제점을 개선할 수 있게 된다.

도 14는 도 4의 무선 펜마우스장치의 전면 단면도로서, 이상에서 설명한 바와 같이, 광원이 일체로 구성된 접촉감지모듈(108)과 수광모듈(107) 등의 2개로 구성된 펜 마우스의 전면을 도시한다.

이상과 같이 본 발명의 무선 펜마우스 장치의 기본구성에 관하여 상세히 설명했으며 그 기본적인 구성을 바탕으로 기존 입력장치로 불가능 했던 다중사용자를 위한 제어 및 응용 예를 설명 한다.

도 15는 본 발명에 의한 무선 펜마우스장치가 하나의 컴퓨터 시스템에서 다중으로 사용될 수 있도록 하기 위해 수신기 본체에 탑재되는 데이터 수신동작 흐름도이고, 도 16은 본 발명에 의한 무선 펜마우스장치가 하나의 컴퓨터 시스템에서 다중으로 사용될 수 있도록 하기 위해 무선 펜마우스장치에 탑재되는 데이터 송신동작 흐름도이며, 도 17과 도 18은 각각 본 발명에 의한 다수의 무선 펜마우스장치가 하나의 컴퓨터 시스템에 다중으로 사용되는 상태를 예시한 참고도와 그 사용상태에서 컴퓨터 시스템의 모니터화면에 나타나는 상태를 예시한 참고도이다.

이하 도 15 내지 도 18의 신호 흐름도 및 예시도를 참조하여 다수 사용자에 의한 다중 사용방법 및 그 제어방법을 설명하면, 도 17에서 컴퓨터(507)를 켜고 수신기 본체(510)를 연결하고 실행을 시키면 기본적으로 사용자 8이 보유하고 있는 송신기(펜 마우스: 508)는 수신기 본체(510)와 거치 시 정해진 기본 번호로서 설정번호 확인 및 정해진 채널 전환에 따라 사용가능한 상태로 된다. 이 기본적인 절차는 상기의 상세 설명에서 설명된 내용에 따라 이루어진다.

이때 다중사용자를 사용할 수 있도록 설정하려면 기본적으로 설정된 사용자 8의 설정으로 다중 사용자중 어느 사용자의 펜마우스를 동작시킬지 설정하게 된다.

여기서 각 사용자들간 간섭이나 혼선을 막기 위하여 수신기 본체의 내부에 도 15와 같이 설정 번호 확인 및 채널 전환 절차를 더 거치도록 다중 처리 제어로직이 구성 되어 있다

이 설정 번호 확인 절차는 송신기의 번호를 사용자가 설정할 수 있으며 설정된 번호는 송신기의 제1중앙처리부에서 저장하며 좌표값이나 기능 데이타를 전송시 함께 전송함으로서 컴퓨터에 설정된 설정번호인지를 수신기에서 확인할 수 있도록 한다.

또한 설정된 번호마다 사용 주파수 채널을 다르게 할 수 있도록 제1중앙처리부와 제2중앙처리부가 약정되어 있게 되면, 사용자들간의 간섭이 일어나지 않는다.

위와 같이 기본적으로 설정된 사용자 8이 사용자 5가 사용할 수 있도록 설정할 수 있는데 그 방법은 다음 절차에 따른다.

사용자 8은 송신기 508을 이용하여 도 18과 같이 왼쪽(사용자가 메뉴 위치는 바꿀수 있음)에 위치한 메뉴도구(521)에서 5번을 설정하면 5번에 표기가 되고 우측상단의 코너(523)에는 현재 사용중인 번호가 표기된다. 이때 상기 표기된 사용자 번호는 컴퓨터에서 도 4의 컴퓨터 인터페이스부(204)인 유에스비 컨넥터를 통하여 본체(200)의 제2중앙처리부(213)으로 전송이 되며 설정된 사용자 번호를 인식한 본체는(200) 설정된 사용자의 데이터만을 데이터검출부(214)에서 선별하여 수신하며 수신된 좌표값과 기능데이타를 컴퓨터 인터페이스부(204)를 통하여 컴퓨터로 보냄으로서 여러 사람이 사용가능토록 제어한다. 이때 사용자 5가 글을 쓰면 도 18의 525와 같이 모니터에 나타나게 된다.

이상과 같이 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미친다.

이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의하면, 압력센서를 이용한 펜형 입력장치의 압력센서형 검출방식과 택트 스위치를 이용한 마우스 입력장치의 택트스위치형 검출방식을 동시에 만족할 수 있고, 펜형 입력장치를 사용하여 그림 또는 문자를 입력할 경우 사용자의 감각과 다른 각도의 그림이나 문자가 모니터상에 표시되는 문제점을 해결할 수 있으며, 그림 또는 문자 입력모드에서 입력장치가 실제 이동하는 거리와 그에 따라 모니터상에 나타나는 이동거리와의 차이를 최소화할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의하면, 왼손 사용자와 오른손 사용자 또는 사용자의 파지각도에 따라 입력내용이 달라지는 문제 및 입력장치의 바닥면에 따른 감도를 개선하는 문제들을 해결할 수 있고 3개 손가락을 사용하는데 적합한 구조로 최적화가 가능하며, 펜촉을 용도에 따라 교체하기 쉬운 구조 및 압력을 검출하기 용이한 구조로 하여 소재 개발, 소형화를 위해 고안된 배치 개선 등의 기술적 과제를 해결하여 펜형 입력장치의 실용화에 기여할 수 있도록 한다.

또한 본 발명에 의하면, 1개의 수신기 본체에 다수의 사용자를 연결가능하게 하여 교육 및 업무에 많은 편리를 제공하게 되며, 하나의 입력포트에 다수의 입력장치를 사용하는 제어방법을 고안하여 학원 또는 학교에서 다수의 학생들이 각기 의 입력장치를 가지고 한 모니터에 표기하므로서 사용의 범위를 넓힐 수 있는 등의 유용함이 있다.

도 1은 종래의 무선 펜마우스장치에 탑재된 광/접촉감지모듈의 상세 구성도

도 2는 도 1의 무선 펜마우스장치의 전면 단면상태를 보인 개략도

도 3은 종래의 광 마우스장치에 주로 탑재되는 일반적인 형태의 광감지모듈의 상세 구성도

도 4은 본 발명에 의한 무선 펜마우스장치와 수신기 본체와의 분리상태 사시도

도 5은 본 발명에 의한 무선 펜마우스장치와 수신기 본체와의 결합상태 사시도

도 6은 도 4의 무선 펜마우스장치에 탑재된 내부회로 구성도

도 7는 도 4의 수신기 본체에 탑재된 내부회로 구성도

도 8은 도 4의 무선 펜마우스장치에 탑재되는 광/접촉감지모듈의 상세 구성도

도 9은 도 8의 접촉 감지모듈을 발췌하여 도시한 상세도

도 10는 도 9의 접촉 감지모듈에 탑재된 압력전달구조 및 택감조절구조를 도시한 상세도

도 11은 본 발명에 의한 펜마우스에서 하나의 스위치 노브에 스크롤 키와 택트스위치가 모두 적용된 상태도

도 12는 도 4의 무선 펜마우스장치에 선단에 적용된 커버구조 단면도

도 13는 본 발명에 의한 마우스장치에서 영상센서의 중심축과 스크롤 또는 입력스위치의 중심축 배치도

도 14는 도 4의 무선 펜마우스장치의 전면 단면도

도 15은 본 발명에 의한 무선 펜마우스장치가 하나의 컴퓨터 시스템에서 다중으로 사용될 수 있도록 하기 위해 수신기 본체에 탑재되는 데이터 수신동작 흐름도

도 16은 본 발명에 의한 무선 펜마우스장치가 하나의 컴퓨터 시스템에서 다중으로 사용될 수 있도록 하기 위해 무선 펜마우스장치에 탑재되는 데이터 송신동작 흐름도

도 17은 본 발명에 의한 다수의 무선 펜마우스장치가 하나의 컴퓨터 시스템에 다중으로 사용되는 상태를 예시한 참고도

도 18은 도 17의 사용상태에서 컴퓨터 시스템의 모니터화면에 나타나는 상태를 예시한 참고도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

100 : 펜마우스 101 : 왼손/오른손 선택키

102 : 펜마우스 몸체 104 : 저전원표시용 LED

103 : 레프트키 105 : 라이트키

106 : 스크롤키 107 : 수광모듈

107a : 영상센서 107b : 수광렌즈

107c : 광경로 변환기 108 : 접촉 감지모듈

108a : 광원 108b : 압력전달부

108c : 압력검출부 108d : 택감조절부

108e : 접촉부 108f : 단자

109 : 밧데리 112,202,204 : 인터페이스부

112a-112d : 펜마우스단자 120,213 : 중앙처리부

121 : 밧데리레벨검출부 122,211 : 충전 및 충전검출부

133,216 : 안테나 134,217 : 필터부

135 : 증폭부 136 : 변조가능주파수발생부

200 : 수신기 본체 206 : 거치홈

202a-202d : 본체단자 208 : 충전상태표시용 LED

214 : 데이터 검출부 215 : 발진부

218 : 믹싱부 219 : 복조부

Claims

압력센서와 영상센서로 압력과 빛을 각각 검출하여 모니터 상의 위치에 대한 좌표값 및 클릭여부를 감지하는 접촉감지모듈과 수광모듈을 구비한 무선 펜마우스 장치에 있어서,

상기 압력센서의 몸체 내부에 광원을 일체형으로 탑재하여 접촉감지모듈을 구성한 펜마우스;

상기 펜마우스와 무선으로 교신하여 상기 접촉감지모듈과 수광모듈을 통해 감지되는 데이터신호를 컴퓨터 시스템으로 전송하는 수신기 본체로 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 펜마우스장치.
제 1항에 있어서, 상기 접촉감지모듈은,

압력검출부와 신축성을 가진 압력전달부로 구분되는 압력센서로 구성되며, 상기 압력검출부로의 효과적인 압력 전달을 위하여 상기 압력전달부의 후단에 신축성 있는 제2의 압력전달부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 무선 펜마우스장치.
제 2항에 있어서, 상기 접촉감지모듈은,

상기 광원과 일직선상으로 압력센서의 압력전달부와 압력검출부를 배치하여, 광원에서 압력을 검출하고 상기 광원에 접촉된 압력이 일직선상으로 압력전달부를 통해 압력검출부에 전달될 수 있는 직선형 배치구조를 가진 것을 특징으로 하는 무선 펜마우스장치.
제 1항에 있어서, 상기 접촉감지모듈은,

지면 또는 모니터와의 직접적인 접촉이 이루어지는 상기 압력센서의 접촉부최 선단에 상기 광원을 위치시킨 것을 특징으로 하는 무선 펜마우스장치.
제 4항에 있어서, 상기 접촉감지모듈은,

상기 압력센서의 접촉부 최 선단에 상기 광원을 배치하기 위하여 상기 압력전달부에 전원 공급단자를 더 구비한 것을 특징으로 하는 무선 펜마우스장치.
제 1항에 있어서, 상기 펜 마우스는,

상기 접촉감지모듈과 수광모듈을 커버링하는 내피와, 상기 내피를 다시 커버링하는 외피를 더 가지는 것을 특징으로 하는 무선 펜마우스장치.
제 6항에 있어서, 상기 펜 마우스는,

상기 접촉감지모듈의 입력 각도를 사용자에 따른 파지습관에 대응하여 변경가능하도록 상기 내피를 기준으로 그 외피를 돌려 각도를 조정할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 무선 펜마우스장치.
제 7항에 있어서, 상기 펜 마우스는,

상기 외피의 파지부 외관 구조를 3개의 손가락을 사용하는 사용자에 적합하도록 3각 모양의 단면으로 구성한 것을 특징으로 하는 무선 펜마우스장치.
제 1항에 있어서, 상기 접촉감지모듈은,

상기 압력센서에 택감조절을 위한 택트조절부를 더 구비하여, 압력센서형 검출방식과 택트스위치형 검출방식을 혼용하도록 구성한 것을 특징으로 하는 무선 펜마우스장치.
제 9항에 있어서, 상기 택트조절부는,

상기 압력센서의 몸체 후단에 설치되며, 스위치사용 감각을 부여하기 위해 돔형 택트스위치로 구성한 것을 특징으로 하는 무선 펜마우스장치.
제 9항에 있어서, 상기 택트조절부는,

스크롤 기능을 구현하는 푸시백스위치와 함께 하나의 노브를 사용하는 택트스위치로 구성한 것을 특징으로 하는 무선 펜마우스장치.
제 1항에 있어서, 상기 펜 마우스는,

상기 수광모듈의 영상센서의 중심축과 스크롤 또는 키스위치의 중심축을 45도에 근접한 예각에 배치하여 구성한 것을 특징으로 하는 무선 펜마우스장치.
제 1항에 있어서, 상기 펜 마우스는,

왼손과 오른손 사용자의 차이를 개선하기 위해 왼손/오른손 사용 전환키를 구비한 것을 특징으로 하는 무선 펜마우스장치.
제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 수신기 본체에 다수 개의 편 마우스에서 각각 송신되는 신호를 각각 구별하여 처리하는 다중 처리 제어로직을 구비하여 하나의 컴퓨터 시스템에 다수의 펜마우스를 동시에 이용할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 무선 펜마우스장치를 이용한 다중처리시스템.
제 14항에 있어서, 상기 펜 마우스와 수신기 본체는,

지정된 모드에서 사용자 설정 번호 확인 절차와 채널 전환 절차를 우선적으로 실행하는 다중처리 제어로직을 탑재한 것을 특징으로 하는 무선 펜마우스장치를 이용한 다중 처리시스템.
제 14항에 있어서, 상기 펜 마우스와 수신기 본체에서 각각 실행되는 사용자 설정번호 확인 절차 및 채널 전환 절차는,

상기 펜 마우스에서 사용자설정번호를 지정하여 그 설정 번호를 수신기 본체에 보내주는 절차;

상기 수신기 본체가 받은 사용자 설정번호에 해당하는 펜마우스의 송신기 데이터를 선별하여 컴퓨터 시스템의 모니터에 표시하는 절차로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 펜마우스장치를 이용한 다중 처리시스템.