KR20090042360A - 근거리 무선통신을 이용한 데이터 입력장치 - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 근거리 무선통신을 이용한 데이터 입력장치는 자신의 이동을 감지하여 위치정보를 생성하는 모션센서, 버튼신호를 생성하는 버튼부; 상기 위치정보 및 버튼신호를 전달받아 송신하는 제1 근거리 무선통신 장치를 포함하는 위치정보 생성장치; 및 상기 위치정보 및 버튼신호를 수신하는 제2 근거리 무선통신 장치, 상기 수신된 위치정보 및 버튼신호를 전달받아 응용 프로그램 데이터로 처리하는 데이터처리부를 포함하는 컴퓨터를 포함한다.
실시예에 의하면, 모션 센서를 이용함으로써 두 지점 간의 물리적 특성의 변화를 이용하여 좌표정보를 생성하는 방식의 한계를 극복할 수 있으며, 위치 데이터를 보다 정밀하게 생성할 수 있다. 또한, 입력 패턴 없이 펜만을 가지고 위치 데이터를 생성하고, 근거리 무선통신을 통하여 위치 데이터를 컴퓨터에 입력시킬 수 있으므로, 사용이 편리하고 회로 및 기계적 구성이 용이해지는 효과가 있다.
타블렛, 터치 스크린, 데이터 입력장치, 지그비, 펜, 모션센서, 자이로스코프

Description

근거리 무선통신을 이용한 데이터 입력장치{Data input device using near field radio frequency communication}
실시예는 근거리 무선통신을 이용한 데이터 입력장치에 관하여 개시한다.
타블렛(tablet)이란 평면판 상에 펜을 움직임으로써 컴퓨터에 데이터를 전송하는 입력장치이며, 미술, 디자인, 건축 분야에서 많이 사용된다.
타블렛의 펜은 위치정보를 주는 장치이고, 입력 패턴이 형성된 평면판은 펜의 위치를 측정하여 위치 데이터를 생성하는 장치이다.
타블렛은 마우스 형태로 사용될 뿐만 아니라, 모니터에 입력 패턴을 형성함으로써 화면에 직접 데이터를 입력할 수 있도록 한 터치 스크린형 제품도 있으며, 그 이용이 점차 확대될 전망이다.
이와 같은 타블렛에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
첫째, 평면판에는 X, Y의 2축 위치측정을 위한 입력패턴이 형성되는데, 입력 패턴은 주기적인 자장을 발생시키고, 모니터 픽셀에 대응되는 평면판 영역에 미세하게 배열된 다수의 코일을 포함한다.
펜은 내부 축에 감긴 코일과 커패시터로 구성된 공진회로를 포함하며, 펜이 입력 패턴 영역을 이동함에 따라 입력 패턴에서 발생된 자장은 펜의 코일에 유기되어 기전력을 발생시킨다.
이는 패러데이 법칙에 의한 공진 현상의 일종으로서 입력 패턴의 자장에 영향을 주어 그 세기를 변화시킨다.
상기 입력 패턴은 코일에 자장을 발생시키기 위하여 전류신호를 인가하는 송신회로, 자장을 형성시킨 후 코일로부터 회귀되는 전류신호를 수신하는 수신회로, 상기 송신회로와 수신회로를 다수개의 코일에 순차적으로 연결시키는 먹스(MUX) 회로, 송신되는 전류신호 세기와 수신되는 전류신호 세기의 차이를 계산하여 펜이 어느 코일 위를 지나갔는지를 판단하고 코일의 위치를 화면 상의 위치 데이터로 변환하는 연산 회로를 포함한다.
상기 연산 회로는 먹스 회로가 어느 코일을 스위칭시키는지의 여부에 따라 코일을 구분하고, 해당 코일의 위치정보를 화면 상의 좌표정보에 매칭하여 위치 데이터를 생성할 수 있다. 또한, 상기 코일은 먹스 회로의 스위칭 동작에 따라 주기적으로 자장을 발생시킬 수 있다.
이러한 경우, 자장 영역의 크기, 먹스 회로의 스위칭 속도, 코일 배치의 한계 등으로 인하여 위치 데이터의 정밀도를 향상시키는데 한계가 있다.
또한, 터치 스크린형 제품을 제작하는 경우, 입력 패턴이 형성된 기판을 모니터에 삽입하여야 하므로 모니터의 크기를 축소하는데 제약이 되고, 제작이 까다로워지는 문제점이 있다. 또한, 제조 공정이 복잡하고 비용이 많이 소요된다.
둘째, 펜 또는 입력 패턴에 초음파 송수신 장치, 적외선 송수신 장치를 탑재 하고, 음원에 해당하는 초음파와 광원에 해당하는 적외선의 반사 시간 차이를 계산하여 좌표정보를 계산하는 방식이 있다.
입력 패턴의 어느 영역에서 반사 시간의 차이가 발생되었다면 이때의 위치를 화면의 좌표정보에 매칭하여 위치 데이터를 생성할 수 있는데, 펜이 빠르게 이동됨에 따라 반사된 초음파(또는 적외선)와 후속으로 송신된 초음파(또는 적외선)를 잘못 인식하여 위치 데이터에 오류가 발생될 수 있다.
또한, 음원과 광원이 가지는 고유의 속도에 기반하여 위치 이동에 따른 반사시간의 차이를 계산하는 방식이므로 위치 데이터의 정밀도를 향상시키는데 한계가 있다.
또한, 음원, 광원 각각의 송수신 장치를 탑재해야 하므로, 펜의 경우 그 사이즈가 커지고, 입력 패턴의 경우 공간 배치에 문제가 발생된다. 이는 사용상의 불편함을 초래하고 좌표 정보를 정교하게 구성하는데 한계로 작용된다.
또한, 음원/광원 방식을 이용하여 터치 스크린형 제품을 제작하는 경우, 자장 방식보다도 구현이 어려우며, 비경제적이라 할 수 있다.
또한, 이러한 방식의 경우, 2축 좌표, 즉 평면 상의 위치 데이터만을 생성할 수 있으며 공간 상의 위치 데이터를 생성할 수 없으므로, 입력된 데이터를 프로그램 상에서 응용하는데 한계를 가진다.
실시예는 자장 변화, 전자기파의 반사속도 차이와 같이 두 지점 간의 물리적 특성의 변화를 이용하여 좌표정보를 생성하는 방식의 한계를 극복함으로써, 위치 데이터의 정밀도를 향상시킬 수 있고, 회로 및 기계적 구성이 용이한 데이터 입력장치를 제공한다.
실시예는 키보드형, 마우스형, 터치 스크린형 등 다양한 입력 방식이 적용된 디스플레이 기기에 적용가능하고, 화면 상의 위치 데이터를 생성함에 있어서 3차원 좌표를 이용할 수 있는 데이터 입력장치를 제공한다.
실시예는 입력장치인 펜의 이동을 감지하여 위치정보를 생성하는 모션센서, 버튼신호를 생성하는 버튼부; 상기 위치정보 및 버튼신호를 전달받아 송신하는 제1 근거리 무선통신 장치를 포함하는 위치정보 생성장치; 및 상기 위치정보 및 버튼신호를 수신하는 제2 근거리 무선통신 장치, 상기 수신된 위치정보 및 버튼신호를 전달받아 응용 프로그램 데이터로 처리하는 데이터처리부를 포함하는 컴퓨터를 포함하는 근거리 무선통신을 이용한 데이터 입력장치를 제공한다.
실시예에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 모션 센서를 이용함으로써 두 지점 간의 물리적 특성의 변화를 이용하여 좌표정보를 생성하는 방식의 한계를 극복할 수 있으며, 위치 데이터를 보다 정 밀하게 생성할 수 있다.
둘째, 입력 패턴 없이 펜만을 가지고 위치 데이터를 생성하고, 근거리 무선통신을 통하여 위치 데이터를 컴퓨터에 입력시킬 수 있으므로, 사용이 편리하고 회로 및 기계적 구성이 용이해지는 효과가 있다.
셋째, 실시예에 의한 근거리 무선통신을 이용한 데이터 입력장치는 키보드형, 마우스형, 터치 스크린형 등 다양한 입력 방식이 적용된 디스플레이 기기에 적용가능하며, 제작이 용이하고 적은 비용으로 제작할 수 있다.
넷째, 데이터 입력장치의 회로 및 기계적 구성을 단순화할 수 있으므로, 소형화가 가능하며, 휴대 및 조작이 용이해지는 장점이 있다.
첨부된 도면을 참조하여 실시예에 따른 근거리 무선통신을 이용한 데이터 입력장치에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 실시예에 따른 근거리 무선통신을 이용한 데이터 입력장치(이하, "데이터 입력장치"라 함)(100)의 전체 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 1에 의하면, 실시예에 따른 데이터 입력장치(100)는 위치정보 생성장치(200)와 컴퓨터(300)를 포함하여 구성되며, 상기 위치정보 생성장치(200)는 모션센서(210), 제1 근거리 무선통신 장치(이하, "제1 지그비장치"라 함)(220), 버튼부(230)를 포함한다.
또한, 상기 컴퓨터(300)는 제2 근거리 무선통신 장치(이하, "제2 지그비장치"라 함)(310), 인터페이스 회로(320), 데이터처리부(330)를 포함한다.
상기 위치정보 생성장치(200)는 종래 타블렛의 펜에 해당하는 구성부로서, 파지가 용이한 펜 형태의 하우징에 구현된다. 이하, 설명의 편의를 위하여 상기 위치정보 생성장치(200)를 "펜"이라 지칭한다.
상기 펜(200)의 하우징 구성에 대해서는 도 6을 참조하여 후술한다.
상기 컴퓨터(300)는, 펜(200)을 조작하여 생성된 위치정보를 근거리 무선통신을 이용하여 전송받고, 전송된 위치정보를 응용 프로그램에 적용시키는 컴퓨터로서, 핸드폰 등과 같은 이동통신단말기, 데스크탑 컴퓨터, 노트북, 네비게이터, 게임기 등을 포괄하는 개념으로 사용되었다.
사용자가 상기 펜(200)을 조작하여 위치정보가 생성되면, 위치정보는 제1 지그비장치(220), 제2 지그비장치(310)를 경유하여 컴퓨터(300)로 전달되는데, 상기 지그비장치(220, 310)는 다른 근거리 무선통신 장치로 구현가능하다.
가령, 상기 펜(200)과 컴퓨터(300)는 Wi-Fi(무선랜), UWB(Ultra Wide Band), 블루투스(Bluetooth), WiMax(World interoperability for Microwave access), DSRC(Dedicated Short Range Communication) 등의 근거리 무선통신 장치를 이용하여 위치정보를 전송할 수 있다.
이하, 펜(200)에 대하여 설명한다.
상기 모션센서(210)는 펜(200)의 이동을 감지할 수 있는 장치로서, 사용자가 펜(200)을 파지한 채 이동시키면 X, Y, Z의 3개 차원과 ±X, ±Y, ±Z의 6개 축을 기준으로 펜(200)의 이동을 감지한다.
상기 모션센서(210)는, 예를 들어, 자이로스코프(Gyroscope)로 구비될 수 있 는데, 자이로스코프는 상기 6개 축에서 발생하는 각도의 변화를 읽어 이동체의 위치정보를 생성한다.
마이크로 자이로스코프는 실리콘 웨이퍼상에 극소형 진동 구조물을 제작하고 이 진동 구조물의 회전에 의하여 각변위가 생기면 1초에 0.1도 이하의 각도 변화까지 감지할 수 있는 장치이며, 그 크기가 작으므로 펜(200)의 하우징 크기를 최소화할 수 있다.
설명의 편의를 위하여, 상기 모션센서(210)가 6개 축을 기준으로 감지한 각각의 이동수치 정보를 포괄하여 "위치정보"라 한다.
상기 위치정보는 컴퓨터 화면의 입력수단 조작표식(가령, 마우스 표식)을 이동시키거나, 그림을 그리는 경우 등에 이용될 수 있다. 실시예를 설명함에 있어서, 컴퓨터(300)가 제공하는 입력수단 조작표식을 "펜조작 표식"이라 한다.
상기 모션센서(210)가 생성한 위치정보는 제1 지그비장치(220)로 전달된다.
사용자가 컴퓨터(300)와 연결된 화면을 보면서 위치정보를 입력하는 경우, 단순히 펜(200)을 움직이는 것이 아니라, 컴퓨터 화면 상의 펜조작 표식의 위치와 펜(200)의 위치를 초기화시킬 필요가 있다.
이러한 경우를 위하여, 실시예에 따른 데이터 입력장치(100)는 버튼부(230)를 구비한다. 상기 버튼부(230)는 다음과 같은 기능을 제공한다.
첫째, 펜조작 표식을 정지시킨 채, 단순히 손놀림의 편의를 위하여 펜(200)을 이동시키는 경우, 위치정보가 생성되면 안되므로 버튼부(230)를 조작하여 위치정보의 생성을 막을 수 있다.
설명의 편의를 위하여, 이러한 경우를 "표식 이동 해제"라 한다.
둘째, 조작이 편리한 위치에 펜(200)이 놓여지고 펜조작 표식을 이동시키고자 할때, 펜(200)을 이동시킴과 동시에 위치정보가 생성되어야 하므로 버튼부(230)를 조작하여 위치정보의 생성을 시작시킬 수 있다.
설명의 편의를 위하여, 이러한 경우를 "표식 이동 시작"이라 한다.
셋째, 그래픽툴, 게임 등의 프로그램은 버튼형 인터페이스 화면을 제공하며, 마우스의 경우 마우스 표식을 버튼 구역으로 이동시킨 후 클릭 버튼을 누름으로써 소정 프로그램의 실행 명령을 입력할 수 있다.
따라서, 상기 펜(200)은 마우스의 클릭 버튼에 해당하는 실행 명령 버튼을 구비할 필요가 있다.
설명의 편의를 위하여, 이러한 경우를 "실행 선택"이라 한다.
이처럼, 모션센서(210)의 위치정보는 버튼부(230)의 버튼신호와 함께 컴퓨터(300)로 전달되어야 이용가능한 데이터로 해석될 수 있다.
이외에, 컴퓨터(300) 상의 그래픽툴을 이용하는 경우, "그리기", "지우기" 등의 버튼 기능을 더 추가할 수 있으나, 보통 그래픽툴 자체에서 "그리기", "지우기" 선택 버튼을 인터페이스 화면으로 제공하므로, 실시예에서는 위치정보를 생성하기 위한 최소의 기능, 즉 표식 이동 시작, 표식 이동 해제, 실행 선택의 세가지 경우만 예를 들어 설명하기로 한다.
도 2는 실시에에 따른 근거리 무선통신을 이용한 데이터 입력장치(100)에 구비되는 버튼부(230)의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 상기 버튼부(230)는 제1버튼(231), 제2버튼(232), 키신호 인코더(233), 인터럽트 회로(234)를 포함하여 구성된다.
상기 키신호 인코더(233)는 제1버튼(231) 및 제2버튼(232)과의 연결 회로 및 신호 전달 순서를 구분하여 입력루틴을 처리하고, 차별화된 버튼 신호를 생성한다.
가령, 상기 키신호 인코더(233)는 제1버튼(231) 및 제2버튼(232)과의 연결 회로에 스위칭 트랜지스터를 구비하여 입력루틴을 처리할 수 있다.
상기 인터럽트 회로(234)는 키신호 인코더(233)로부터 제1버튼신호 또는 제2버튼신호가 전달되면 버튼신호의 트랜지션을 검출하고, 인터럽트 처리루틴을 실행하여 인터럽트 신호를 생성한다.
상기 인터럽트 신호는 제1 지그비장치(220)로 전달된다.
상기 제1 지그비장치(220)는 버튼신호별 인터럽트 벡터 테이블을 구비하며, 인터럽트 회로(234)로부터 인터럽트 신호가 전달되면 인터럽트 신호에 따라 버튼신호를 해석한다.
예를 들어, 사용자가 제1버튼(231)을 최초 한번 누른 경우, 최초의 제1버튼신호는 표식 이동 시작신호로 해석될 수 있고, 이후의 두번째 제1버튼신호는 표식 이동 해제신호로 해석될 수 있다.
또한, 사용자가 제2버튼(232)을 누른 경우, 제2버튼신호는 실행 선택신호로 해석될 수 있다.
앞서 언급한 대로, 버튼 신호의 기능은 위치정보와 관련하여 다양하게 응용될 수 있으며, 이러한 경우 버튼의 종류, 구동 방법 역시 다양화될 수 있음은 물론 이다.
도 3은 실시예에 따른 근거리 무선통신을 이용한 데이터 입력장치(100)의 지그비 장치(220, 310)가 송수신하는 데이터 영역을 예시적으로 도시한 프로토콜 스택 구조도이다.
도 3을 참조하면, 지그비 장치들(220, 310)이 처리하는 프로토콜 스택은 크게 PH(Physical) 계층(Layer)(S5), MAC(Media Access Controller) 계층(S4), 네트워크(Network/security) 계층(S3), 애플리케이션 프레임워크(Application framework) 계층(이하에서, "프레임워크 계층"이라 함)(S2) 및 응용(Application/Profiles) 계층(S1)으로 이루어지는데, 상기 PH 계층(S5)과 MAC 계층(S4)은 IEEE 규정(Standard) 영역에 해당되고, 상기 네트워크 계층(S3)과 프레임워크 계층(S2)은 지그비 연합(Alliance)의 규정 영역에 해당되며, 상기 응용 계층(S1)은 사용자 설정(User defined) 영역에 해당된다.
이와 같은 프로토콜 스택을 처리하는 지그비 장치의 구성에 대하여 제1 지그비장치(220)를 예로 들어 설명한다.
도 4는 실시예에 따른 근거리 무선통신을 이용한 데이터 입력장치(100)에 구비된 제1 지그비장치(220)의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 제1지그비 장치(220)는 안테나(221), RF수신모듈(222), RF송신모듈(225), 위상동기회로(PLL; Phase Locded Loop)(223), 전력제어회로(224), 맥처리모듈(226) 및 제어모듈(227)을 포함하여 이루어진다.
상기 RF수신모듈(222), RF송신모듈(225), 위상동기회로(223) 및 전력제어회 로(224)는 지그비 프로토콜 스택의 PH 계층(S5)에 해당되는 동작을 처리하는 구성부들로서 RF통신 구조와 네트워크 토폴리지를 결정한다.
상기 RF수신모듈(222)과 RF송신모듈(225)은 제2 지그비장치(310)로부터 전달된 네트워크 접속정보를 RF신호 및 베이스밴드 신호로 처리한다.
상기 위상동기회로(223)는 RF수신모듈(222)과 RF송신모듈(225)이 중간 주파수 신호를 합성하도록 발진주파수신호를 제공하고, 전력제어회로(224)는 수신 신호의 세기를 판별하여 송신 전력량을 조정하는 기능을 수행한다.
상기 RF수신모듈(222)과 RF송신모듈(225)은 DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)를 이용하며, 2.4 GHz 대역의 경우 32 PN 코드 길이의 O-QPSK(Offset-Quadrature Phase-Shift Keying) 변조 방식이 사용되고, 1 GHz 이하 대역의 경우 15 PN 코드 길이의 BPSK(Binary Phase-Shift Keying) 변조 방식이 이용된다.
상기 맥(MAC; Media Access Controller)처리모듈(226)은 PH 계층(S5)의 디지털 처리가 끝나면, 전송된 데이터 프레임 구조를 해석하여 프레임을 승인하고, 에러를 감지하여(Error Detection; CRC 또는 Checksum을 통하여 감지함) 재전송 여부를 결정하며, 패킷 라우팅을 처리한다.
즉, 상기 맥처리모듈(226)은 초기의 하드웨어적 네트워크 연결을 처리하는 구성부로서, 시간 동기를 위한 비콘 및 GTS(Guaranteed Time Slot; 충돌/지연 방지를 가능케 함)와 관련된 부가적 프레임 구조를 제공하며, CSMA-CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 방식으로 채널 접속을 처리한다.
한편, 상기 제어모듈(227)은 나머지 맥계층의 기능(상기 맥처리모듈(Hardware-MAC)와 대응하여 "Software-MAC"이라 함), 네트워크 계층(S3)의 기능, 프레임워크 계층(S2)의 기능을 수행하여 네트워크 토폴로지를 구성하고, 응용 계층(S1)의 기능을 수행하여 디지털 데이터를 처리한다.
상기 제어모듈(227)은 버튼부(230)로부터 전달된 인터럽트 신호를 버튼 신호로 해석하고, 모션센서(210)로부터 전달된 펜(200)의 위치정보 및 해석된 버튼 신호를 지그비 데이터로 구성한다.
상기 지그비장치들(220, 310)은 프로세서칩에 탑재되는 프로그램의 종류, 즉 네트워크 계층(S3), 프레임워크 계층(S2)의 데이터를 처리하는 프로그램의 종류에 따라 RFD(Reduced Function Device), FFD(Full Function Device) 또는 PAN(Personal Area Network) 코디네이터로 기능될 수 있다.
상기 제2 지그비장치(310)는 제1 지그비장치(220)로부터 위치정보 및 버튼정보를 수신하고, 수신된 위치정보 및 버튼정보를 인터페이스 회로(320)로 전달한다.
상기 인터페이스 회로(320)는 제2 지그비장치의 데이터 포맷을 데이터처리부(330)가 인식가능한 데이터 포맷으로 변환하는 회로로서, 드라이버 프로그램을 처리하는 회로의 일종이다.
상기 인터페이스 회로(320)는 위치정보와 버튼정보를 호환가능한 데이터로 변환하여 데이터처리부(330)로 전달한다.
도 5는 실시예에 따른 근거리 무선통신을 이용한 데이터 입력장치(100)의 컴퓨터(300)에 구비된 데이터처리부(330)의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 5에 의하면, 상기 데이터처리부(330)는 이동감지 제어모듈(331), 인터페이스모듈(332), 네트워크모듈(333), 인공지능모듈(334), 물리제어모듈(335) 및 사운드모듈(336)을 구비하고 있다.
상기 데이터처리부(300)는 위치정보 및 버튼정보를 이용하여 프로그램을 운용하는 핵심적인 프로그램 코드의 집합체로서, 각 기능을 담당하는 실행 프로그램 모듈들로 이루어져 있다.
인터페이스모듈(332)은 위치정보 및 버튼정보를 해석하여 화면의 펜조작 표식을 이동시키고, 영상 객체의 형태를 변경시키는 프로그램 모듈이고, 네트워크모듈(333)은 위치정보 및 버튼정보에 의하여 데이터 전송 명령이 실행된 경우 다른 컴퓨터와의 접속을 처리하는 프로그램 모듈이다.
상기 이동감지 제어모듈(331)은 제1 지그비장치(220)의 버튼신호 해석 및 위치정보의 좌표점을 초기화시키도록 제어정보를 제2 지그비장치(310)로 전달하고, 제2 지그비장치(310)는 제1 지그비장치(220)로 제어정보를 전송한다.
상기 인공지능모듈(334)은 영상 객체간의 접촉, 충돌에 따른 연산, 객체의 움직임을 연산하는데, 이때 위치정보 및 버튼정보가 연산에 반영된다.
상기 위치정보의 3개의 좌표 수치는, 가령 -127 ~ +127 범위에서 결정될 수 있으며, 제1버튼(231)의 신호가 표식 이동 시작신호로 해석된 경우, 최초의 위치정보는 원점 (0, 0, 0)의 좌표값으로 초기화된다.
이후, 버튼(231, 232)의 조작없이 위치정보가 데이터처리부(330)로 전송되는 경우, 인터페이스모듈(332)은 상기 원점을 기준으로 초기화된 위치정보를 화면의 좌표정보에 새롭게 매칭하여 디스플레이 데이터를 생성한다.
또한, 데이터처리부(330)가 드로잉 프로그램과 연동되는 경우, 상기 위치정보 중 Z축의 이동정보, 즉, 펜(200)의 위/아래로의 움직임에 의한 이동정보는 선의 굵기로 계산될 수 있다.
그리고, 상기 물리제어모듈(335)은 영상 객체들의 움직임과 뷰포트의 이동 등을 연산처리한다. 가령, 펜조작 표식은 하나의 영상 객체로 볼 수 있으며, 웹페이지를 넘기는 실행 명령이 선택된 경우 다음 페이지에 대한 뷰포트가 연산처리될 수 있다.
사운드모듈(336)은 위치정보에 따라 펜조작 표식이 이동되고, 버튼정보에 따라 소정 프로그램의 실행이 선택된 경우 각종 이벤트음을 발생시킨다.
도 6은 실시예에 따른 근거리 무선통신을 이용한 데이터 입력장치(100)의 조작 가이드부(410)의 구성을 예시한 측단면도이다.
도 6을 참조하면, 펜(200)의 하우징(400) 구조가 도시되어 있는데, 하우징 내부에는 상기 모션센서(210), 제1 지그비장치(220), 버튼부(230)가 실장되고, 하우징 외부로 제1버튼(231)과 제2버튼(232)의 일부가 노출된다.
상기 펜(200)의 아랫 부분, 즉 심지 부분에 조작 가이드부(410)가 형성되는데, 조작 가이드부(410)는 펜(200)의 Z축 좌표의 이동을 용이하게 하기 위한 것이다.
즉, 사용자가 펜(200)을 파지한 채 허공 또는 물체면의 XY 좌표축에서 이동시키는 것은 수월하나, 위/아래, 즉 Z축 방향의 이동을 제어하는 것은 쉽지 않다.
실시예에 따른 펜(200)은 종래와 같이 입력 패턴이 형성된 평면판을 필요로 하지 않으며 허공 또는 소정 물체면을 이용하여 위치정보를 생성시킬 수 있다.
상기 펜(200)이 물체면 상에서 그림을 그리듯 이동된다고 하여도 Z축 방향의 이동은 용이하지 않으며, 이때 상기 조작 가이드부(410)는 위아래로 움직이는 니들(411)을 구비함으로써 Z축 방향의 펜(200) 움직임을 가이드한다.
따라서, 사용자는 일반적인 펜을 사용하듯 실시예에 따른 펜(200)의 필기감을 느낄 수 있고, 펜(200)을 눌러쓰듯이 하여 Z축 방향의 위치정보를 생성할 수 있다.
상기 조작 가이드부(410)의 하우징(400) 부분은 니들(411)이 활주되도록 가이드하는 원통형 홀(412)이 형성되고, 홀(412)의 중간 부분에 탄성부재(414)가 고정되는 탄성부재 고정홀(413)이 형성된다.
상기 니들(411)의 일부는 하우징 바깥측, 즉 펜(200)의 심지 부분으로 노출되고, 중간 부분에 걸림편(411a)이 형성된다.
상기 탄성부재(414)는 스프링으로 구비될 수 있으며 니들(411)에 끼워져 걸림편(411a)과 함께 탄성부재 고정홀(413) 내부에 위치된다.
상기 걸림편(411a)은 니들(411)이 하우징(400)으로부터 이탈되지 않도록 하며, 탄성부재(414)가 걸리도록 한다.
따라서, 사용자에 의하여 파지된 하우징(400)이 아래측으로 압박되는 경우, 니들(411)의 걸림편(411a)은 탄성부재(414)를 탄성부재 고정홀(413) 내부에서 상측으로 압박한다.
따라서, 상기 니들(411)은 하우징(400) 내부에서 탄력적으로 유동될 수 있다.
이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 실시예에 따른 근거리 무선통신을 이용한 데이터 입력장치의 전체 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도.
도 2는 실시에에 따른 근거리 무선통신을 이용한 데이터 입력장치에 구비되는 버튼부의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도.
도 3은 실시예에 따른 근거리 무선통신을 이용한 데이터 입력장치의 지그비 장치가 송수신하는 데이터 영역을 예시적으로 도시한 프로토콜 스택 구조도.
도 4는 실시예에 따른 근거리 무선통신을 이용한 데이터 입력장치에 구비된 제1 지그비장치의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도.
도 5는 실시예에 따른 근거리 무선통신을 이용한 데이터 입력장치의 컴퓨터에 구비된 데이터처리부의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도.
도 6은 실시예에 따른 근거리 무선통신을 이용한 데이터 입력장치의 조작 가이드부의 구성을 예시한 측단면도.

Claims (13)

  1. 자신의 이동을 감지하여 위치정보를 생성하는 모션센서, 버튼신호를 생성하는 버튼부; 상기 위치정보 및 버튼신호를 전달받아 송신하는 제1 근거리 무선통신 장치를 포함하는 위치정보 생성장치; 및
    상기 위치정보 및 버튼신호를 수신하는 제2 근거리 무선통신 장치, 상기 수신된 위치정보 및 버튼신호를 전달받아 응용 프로그램 데이터로 처리하는 데이터처리부를 포함하는 컴퓨터를 포함하는 근거리 무선통신을 이용한 데이터 입력장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 위치정보 생성장치는
    펜 형태의 하우징에 실장되는 근거리 무선통신을 이용한 데이터 입력장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 모션센서는
    마이크로 자이로스코프로 구비되는 근거리 무선통신을 이용한 데이터 입력장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 근거리 무선통신 장치 및 제2 근거리 무선통신 장치는
    지그비(Zigbee), Wi-Fi(무선랜), UWB(Ultra Wide Band), 블루투스(Bluetooth), WiMax(World interoperability for Microwave access), DSRC(Dedicated Short Range Communication) 중 하나 이상의 통신장치를 포함하는 근거리 무선통신을 이용한 데이터 입력장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 버튼부는, 하나 이상의 버튼; 상기 버튼의 동작신호를 구분하여 입력루틴을 처리하고 차별화된 버튼신호를 생성하는 키신호 인코더; 인터럽트 처리루틴을 실행하여 상기 버튼신호에 따른 인터럽트 신호를 생성하는 인터럽트 회로를 포함하고,
    상기 제1 근거리 무선통신 장치는 버튼신호별 인터럽트 벡터 테이블을 구비하여 상기 인터럽트 회로로부터 전달된 인터럽트 신호를 버튼신호로 해석하는 근거리 무선통신을 이용한 데이터 입력장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 데이터처리부는
    상기 해석된 버튼신호의 종류에 따라 위치정보의 응용 프로그램 적용 여부, 응용 프로그램의 실행 여부를 선택하는 근거리 무선통신을 이용한 데이터 입력장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 데이터처리부는
    상기 해석된 버튼신호의 종류에 따라 위치정보의 좌표를 원점으로 초기화하고, 이후 수신된 위치정보를 상기 컴퓨터의 인터페이스 화면의 좌표정보와 매칭시 켜 디스플레이 데이터를 생성하는 근거리 무선통신을 이용한 데이터 입력장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 근거리 무선통신 장치가 수신한 위치정보 및 버튼정보를 상기 데이터처리부가 인식가능한 디지털 데이터 포맷으로 변환하여 상기 데이터처리부로 전달하는 인터페이스 회로를 포함하는 근거리 무선통신을 이용한 데이터 입력장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 위치정보는
    X축, Y축, Z축의 3차원 상에서의 이동정보를 포함하는 근거리 무선통신을 이용한 데이터 입력장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 데이터처리부는
    상기 위치정보 중 X축, Y축 상에서의 이동정보는 펜조작 표식장치의 이동정보로 처리하고,
    상기 위치정보 중 Z축 상에서의 이동정보는, 상기 컴퓨터 상에서 처리되는 영상 객체의 디스플레이 면적에 반영하여 처리하는 근거리 무선통신을 이용한 데이터 입력장치.
  11. 제2항에 있어서, 상기 하우징은
    상기 하우징 내부에서 활주가능하게 고정되고, 상기 하우징의 펜형태 밑부분 으로 일부가 노출되며, 상기 노출된 부분이 압박됨으로써 상기 하우징 내부에서 일정 거리를 활주하는 니들; 및
    상기 니들의 활주 동작에 탄성력을 제공하는 탄성부재를 포함하는 조작 가이드부를 포함하는 근거리 무선통신을 이용한 데이터 입력장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 하우징은, 펜형태의 밑부분이 개구되고 상기 니들을 삽입하여 니들의 활주 동작을 가이드하는 터널형 홀, 상기 터널형 홀의 중간에 형성되고 상기 터널형 홀보다 큰 크기의 탄성부재 고정홀이 형성되고,
    상기 탄성부재는 탄성부재 고정홀 내부에 실장되며,
    상기 니들은 상기 탄성부재 고정홀 내부에 삽입되어 상기 니들이 하우징 밖으로 이탈되는 것을 방지하고, 상기 탄성부재 고정홀 내부에서 상기 탄성부재를 압박하는 걸림편이 중간 부분에 형성되는 근거리 무선통신을 이용한 데이터 입력장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 탄성부재는 용수철로 구비되고,
    상기 니들은 상기 용수철의 내부 공간을 관통하여 결합되는 근거리 무선통신을 이용한 데이터 입력장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101381707B1 (ko) * 2013-01-31 2014-04-04 정명훈 필기인식용 지그, 지그를 이용한 필기인식장치 및 필기인식방법
KR102366052B1 (ko) * 2021-05-28 2022-02-23 (유)벨류이 지연시간 감소 처리를 이용한 필기 시스템 및 방법, 그리고 이를 위한 첩 스프레드 스펙트럼 기반 저 복잡도 거리측정 알고리즘

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