KR20090038718A - 디지털 펜 - Google Patents

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KR20090038718A
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홍영표
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제노젠(주)
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Abstract

이 발명의 한 양태에 따르면, 비교적 저해상도의 패턴인식 수광소자를 구비한 디지털 펜이 제공된다.
디지털, 펜, 수광소자, 잉크, 위치

Description

디지털 펜{Digital Pen}
이 발명은 디지털 펜에 관한 것이며, 좀더 자세하게는 펜촉을 구비한 옵티컬 컴퓨터 입력장치에 관한 것이다.
보편적인 옵티컬 컴퓨터 입력장치로는 광마우스와 스캐너가 있다.
마우스의 피사체 표면의 패턴만을 캡처링하고 캡처링된 패턴의 차이에 따라 사용자가 마우스를 이동시킨 것을 감지하는 수광소자를 구비하고, 마우스 이동에 따라 디스플레이 상에서 포인터를 이동시키는 일종의 포인팅 장치이다. 전통적인 광마우스 형상은 대략적으로 쥐모양의 바디를 가지며, 바디의 저면에 수광소자를 배치함으로써 평평한 평면 위에서 움직이면서 사용할 수 있게 되어있다.
스캐너는 피사체의 표면을 촬영하여 색상, 명도, 채도 및 그 그레이데이션이 표현된 영상을 수광소자를 이용한다. 전통적인 스캐너는 스캐닝할 면적의 폭과 동일한 길이의 상당히 긴 수광소자를 가지며, 수광소자 또는 스캐닝할 대상물을 그 길이방향으로 이동시키는 이송수단을 가지므로, 상당히 큰 볼륨을 갖는 거치형으로 제작된다.
한편, 이러한 마우스나 스캐너를 이용환경에 따라 편리하게 사용할 수 있도 록 바디를 펜모양으로 구성한 펜 마우스 및 펜 스캐너 등이 개발 또는 출시되고 있다.
마우스의 수광소자는 패턴만을 감지하므로 캡처링하는 픽셀 수가 비교적 적은 저렴한 수광소자를 이용하는 반면에, 스캐너는 픽셀 수가 많아야 고해상도의 영상을 얻을 수 있으므로, CCD 카메라와 같은 고성능 수광소자를 이용한다. 펜 스캐너에 이용되는 카메라는 가능한 한 구경이 작은 소형이면서 촬영 가능한 픽셀 수가 많아야 하고, 더욱이 넓은 폭을 비교적 천천히 이동하면서 촬영하는 거치형 스캐너에 비해, 좁은 폭을 비교적 빨리 이동하면서 촬영해야 하므로, 요구되는 단위시간 당 촬영프레임 수도 많기 때문에, 비교적 고가의 CCD 카메라를 사용해야 한다.
한편, 펜촉을 가진 컴퓨터 입력장치인 디지털 펜이 출시되고 있으며, 이 디지털 펜은 피사체 상의 절대위치를 인식할 수 있다. 즉, 마우스나 스캐너는 피사체로부터 현재 수광소자로 획득한 프레임이 피사체 상의 어느 위치에 해당하는지에 대해서는 무관하고 다만 직전에 획득한 프레임의 어느 방향에 있는 것인지만 판단하는 반면에, 디지털 펜은 현재 획득한 프레임이 피사체 상의 어느 위치에 대응하는 것인지를 판단하는 입력장치이다. 이러한 절대위치를 판단하기 위해 피사체 상의 각각의 위치를 독특하게 식별할 수 있는 다수의 절대좌표 표식을 촘촘하게 해두고, 현재 획득한 프레임이 어떤 표식에 대응하는 것인지를 판단한다.
현재 출시된 디지털 펜은 절대좌표 표식을 고속으로 촬영하는 CCD 카메라를 수광소자로 이용하고 있다.
그러나, 고속 촬영 가능한 소형 CCD 카메라는 상당히 고가의 수광소자인 반면에, 마우스에 사용되는 수광소자는 비교적 저렴하다.
통상적인 마우스용 수광소자가 캡처링하는 프레임의 크기는 1.2mm X 1.2mm이며, 수광소자의 해상도가 400dpi라고 할 때, 한 프레임 내에서 18 X 18 개의 패턴이 존재할 수 있으며, 마우스용 수광소자가 각 패턴별로 인식하는 값은 0 또는 1이다. 마우스에서는 18 X 18 패턴의 프레임에서 8 X 8 패턴 값의 총합, 즉 0 내지 63이라는 64종의 값을 이용한다. 즉, 마우스의 수광소자가 획득한 한 프레임 내에는 64종의 값 4개가 존재하며, 그 값이 변하는 것에 따라 마우스가 어느 방향으로 이동하고 있는지를 판단하는 것이다.
그런데, 마우스의 수광소자가 획득하는 1.2mm X 1.2mm 프레임 내의 18 X 18 은 각 픽셀별 값이 0 또는 1이므로, 그 값들의 단순한 합이 아니라 상호 위치를 고려한 프레임의 종류는 이론상으로 무려 (218)18종이 된다. 절대좌표 표식을 좀더 촘촘하게 하기 프레임을 9등분하여 0.4mm X 0.4mm의 프레임 시그먼트로 만들면, (26)6, 즉 687억 종 이상을 서로 독특하게 식별할 수 있으며, 이는 무려 104m X 104m 내에서 서로 다른 시그먼트를 가질 수 있음을 의미한다.
즉, 고가의 CCD 카메라가 아닌 저렴한 마우스용 수광소자를 이용하여 피사체 상의 절대좌표 식별이 가능한 디지털 펜을 제작할 수 있는 것이다.
한편, 현재 출시되고 있는 디지털 펜은 USB통해 PC에 연결하여 사용할 수 있 게 구성되어 있지만, 그 이용을 활성화하기 위해서는 컴퓨터 앞에서 이용할 수 있는 것뿐만 아니라, 원격지에서도 무선통신 등을 통해 입력할 수 있게 하는 것이 바람직하다.
이 발명의 발명자는 그러한 무선통신환경에서 디지털 펜 기반 유비쿼터스 정보통신서비스를 제공할 수 있는 다수의 응용서비스 모델을 개발하고 특허출원하였다.
무선통신환경에서 사용할 수 있기 위해서는, 디지털 펜이 자체적인 전원을 가져야 할 뿐만 아니라, 통신불능시에 생성된 정보를 저장할 수 있는 자체적인 저장부도 요구된다.
이 발명의 한 양태에 따르면, 비교적 저해상도의 패턴인식 수광소자를 구비한 디지털 펜이 제공된다.
디지털 펜은 무선 통신용 송신기를 부가적으로 포함할 수 있다.
디지털 펜은 무선 통신용 수신기를 부가적으로 포함할 수 있다.
디지털 펜은 수광소자에 의해 획득된 피사체의 절대좌표에 관한 데이터를 저장할 수 있는 저장부를 부가적으로 포함할 수 있다.
디지털 펜은 펜촉을 통해 가해지는 압력을 감지할 수 있는 압력 감지 수단을 부가적으로 포함하고, 압력 감지 수단에 의해 감지된 압력에 따라 수광소자에 의해 획득된 데이터를 유효화하거나 무효화할 수 있는 판단수단을 부가적으로 포함할 수 있다.
판단수단은 압력 감지 수단에 의해 감지된 압력이 소정 압력 이상이면 수광소자에 의해 획득된 데이터를 유효화하고, 소정 압력 이하이면 수광소자에 의해 획득된 데이터를 무효화하게 구성될 수 있다.
판단수단은 압력 감지 수단에 의해 감지된 압력이 소정 압력 이상인 시점 전 소정 시간 이내에 수광소자에 의해 획득된 데이터를 유효 데이터에 포함하게 구성될 수 있다.
판단수단은 압력 감지 수단에 의해 감지된 압력이 소정 압력 이하인 시점 전 소정 시간 이내에 수광소자에 의해 획득된 데이터를 무효 데이터에 포함하게 구성될 수 있다.
판단수단은 압력 감지 수단에 의해 감지된 압력이 소정 압력 이상인 시점 후 소정 시간 이내에 수광소자에 의해 획득된 데이터를 무효 데이터에 포함하게 구성될 수 있다.
판단수단은 압력 감지 수단에 의해 감지된 압력이 소정 압력 이하인 시점 후 소정 시간 이내에 수광소자에 의해 획득된 데이터를 유효 데이터에 포함하게 구성될 수 있다.
디지털 펜은 펜촉을 통해 가해지는 압력을 감지할 수 있는 압력 감지 수단을 부가적으로 포함하고, 압력 감지 수단에 의해 감지된 압력이 소정 압력 이상일 경우에만 수광소자가 데이터를 획득하게 구성될 수 있다.
펜촉은 잉크 펜촉 또는 연필 등 피사체에 흔적을 남길 수 있는 필기구일 수 있다.
디지털 펜은 그 구성요소들에 대한 작동전류를 공급하기 위한 배터리를 구비할 수 있다.
배터리는 교체형일 수 있다.
배터리는 충전식 배터리일 수 있다.
배터리는 유선에 의한 전원 접속 없이 충전되는 무선 충전 방식의 배터리일 수 있다.
디지털 펜은 태양에너지, 진동에너지 디지털 펜이 존재하는 환경에 존재하는 에너지로부터 전기를 발생시키는 발전수단을 포함하고, 배터리는 발전수단에서 발생된 전지를 축전할 수 있게 구성될 수 있다.
디지털 펜은 수광소자가 획득된 데이터의 각 프레임을 디지털 코드로 변환하는 변환수단을 포함할 수 있다.
변환수단은 패턴 표를 구비하고, 각 프레임의 패턴형상을 패턴 표에 비교할 수 있는 비교수단과, 비교결과 동일한 프레임의 패턴에 부여된 번호를 해당 프레임의 디지털 코드로 부여하는 디지털 코드 부여 수단을 포함할 수 있다.
이 발명에 따르면, 무선통신을 통해 컴퓨터에 피사체의 절대좌표에 관한 정보를 입력할 수 있는 디지털 펜을 저렴한 비용으로 생산할 수 있다.
도 1에는 이 발명의 한 실시예에 따른 디지털 펜(100)의 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1에 도시된 디지털 펜(100)의 구성요소들이 블록선도로 도시되 어 있다.
한 실시예에서는, 수광소자(102)가 마우스용 수광소자이다. 도 3에는 마우스용 수광소자의 한 예시적 구성이 도시되어 있다.
한 실시예에서는, 디지털 펜(100)이 무선 통신용 송신기(105) 및 수신기(106)를 부가적으로 포함한다. 통신용 송신기(105) 및 수신기(106)는 블루투스 통신모듈로 구성된다.
다른 실시예에서는, 통신용 송신기(105) 및 수신기(106)가 지그비 통신모듈로 구성된다.
또다른 실시예에서는, 통신용 송신기(105) 및 수신기(106)가 무선전화망에 가입할 수 있는 통신 모듈이다.
한 실시예에서는, 디지털 펜(100)이 수광소자(102)에 의해 획득된 피사체의 절대좌표에 관한 데이터를 저장할 수 있는 저장 메모리(104)를 포함한다.
한 실시예에서는, 디지털 펜(100)이 펜촉(101)을 통해 가해지는 압력을 감지할 수 있는 압력 감지 수단(103)을 포함하고, 압력 감지 수단(103)에 의해 감지된 압력에 따라 수광소자(102)에 의해 획득된 데이터를 유효화하거나 무효화할 수 있는 판단수단을 포함한다. 판단수단(110)은 압력 감지 수단(103)에 의해 감지된 압력이 소정 압력 이상이면 수광소자(102)에 의해 획득된 데이터를 유효화하고, 소정 압력 이하이면 수광소자(102)에 의해 획득된 데이터를 무효화하게 구성된다. 이 때, 유효화 또는 무효화 판단의 기준이 되는 소정 압력을 조절할 수 있는 압력조절수단(108)을 포함한다. 압력조절수단(108)은 사용자가 소프트웨어적 인터페이스( 도시 안됨)를 통해 입력한 바에 따라 프로세서(111)에 의해 조절될 수 있다.
다른 실시예에서는, 판단수단(110)이 압력 감지 수단(103)에 의해 감지된 압력이 소정 압력 이상인 시점 전 소정 시간 이내에 수광소자(102)에 의해 획득된 데이터를 유효 데이터에 포함하는 제1 시간조절수단(109), 및/또는 압력 감지 수단(103)에 의해 감지된 압력이 소정 압력 이하인 시점 전 소정 시간 이내에 수광소자(102)에 의해 획득된 데이터를 무효 데이터에 포함하는 제2 시간조절수단(도시 안됨)을 포함하게 구성된다.
또다른 실시예에서는, 판단수단(110)이 압력 감지 수단(103)에 의해 감지된 압력이 소정 압력 이상인 시점 후 소정 시간 이내에 수광소자(102)에 의해 획득된 데이터를 무효 데이터에 포함하는 제3 시간조절수단(도시 안됨), 및/또는 압력 감지 수단(103)에 의해 감지된 압력이 소정 압력 이하인 시점 후 소정 시간 이내에 수광소자(102)에 의해 획득된 데이터를 유효 데이터에 포함하는 제4 시간조절수단(도시 안됨)을 포함하게 구성된다.
또다른 실시예에서는, 디지털 펜(100)은 펜촉(101)을 통해 가해지는 압력을 감지할 수 있는 압력 감지 수단(103)을 으로 포함하고, 압력 감지 수단(103)에 의해 감지된 압력이 소정 압력 이상일 경우에만 수광소자(102)가 데이터를 획득하게 구성될 수 있다.
한 실시예에서는, 펜촉(101)이 피사체에 흔적을 남길 수 있는 잉크 펜촉이다.
다른 실시예에서는, 펜촉(101)이 피사체에 흔적을 남길 수 있는 연필이다.
또다른 실시예에서는, 펜촉(101)이 피사체에 흔적을 남기지 않고 압력만 전달하는 더미형 펜촉이다.
한 실시예에서는, 디지털 펜(100)이 그 구성요소들에 대한 작동전류를 공급하기 위한 교체형 배터리(107)를 구비한다.
다른 실시예에서는, 디지털 펜(100)이 그 구성요소들에 대한 작동전류를 공급하기 위한 충전식 배터리를 구비한다. 배터리는 유선에 의한 전원 접속 없이 충전되는 무선 충전 방식의 배터리일 수 있다.
또다른 실시예에서는, 디지털 펜(100)은 태양에너지, 진동에너지 등과 같은 디지털 펜이 존재하는 환경에 존재하는 에너지로부터 전기를 발생시키는 발전수단(도시 안됨)을 포함하고, 배터리는 발전수단에서 발생된 전지를 축전할 수 있게 구성된다.
다른 실시예에서는, 디지털 펜(100)이 수광소자(103)가 획득된 데이터의 각 프레임을 디지털 코드로 변환하는 변환수단(220)을 포함한다. 변환수단(220)은 디지털 펜(100)이 아닌 PC(도시 안됨)에 설치되고, 디지털 펜(100)은 변환수단(220)이 설치된 PC와 통신할 수 있는 수단을 구비할 수 있다. 변환수단(220)은 패턴 표를 구비하고, 각 프레임의 패턴형상을 패턴 표에 비교할 수 있는 비교수단(도시 안됨)과, 비교결과 동일한 프레임의 패턴에 부여된 번호를 해당 프레임의 디지털 코드로 부여하는 디지털 코드 부여 수단(도시 안됨)을 포함한다.
도 1은 이 발명의 한 실시예에 따른 디지털 펜의 사시도이고,
도 2는 도 1에 도시된 디지털 펜의 구성요소들이 블록선도이며,
도 3은 이 발명의 한 실시예에 따른 디지털 펜에 이용되는 마우스용 수광소자를 예시적으로 도시한 단면도이다.

Claims (1)

  1. 펜촉과 수광소자를 구비한 디지털 펜에 있어서,
    디지털 펜은 펜촉을 통해 가해지는 압력을 감지할 수 있는 압력 감지 수단을 포함하는 디지털 펜.
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