KR20130104649A - 터치스크린 입력용 도전성 펜 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 터치스크린 입력용 도전성 펜에 관한 것으로, 펜 측면에 가해지는 압력을 감지하여 전기적 신호로 변환하는 압력 감지부; 상기 압력 감지부에서 변환된 전기적 신호를 디지털 데이터 신호로 변환하는 신호 처리부; 및 상기 신호 처리부에서 변환된 디지털 데이터 신호를 터치스크린을 포함하는 메인 디바이스에 전송하는 데이터 전송부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 터치스크린 입력 장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로 터치 스크린 입력용 도전성 펜에 관한 것이다.
최근 폭 넓게 보급되고 있는 스마트폰, 태블릿 PC 등에 주로 사용되는 터치 스크린은 구동 방식에 따라 저항막 방식, 광 감지 방식, 정전 용량 방식 등이 있으며, 이 중 정전 용량 방식의 터치스크린은 유전 물질이 덮인 레이어를 스크린에 설치하여 손가락이나 정전 용량식 터치스크린 입력용 도전성 펜을 이용하여 터치 스크린을 터치했을 때 생기는 전위차를 이용하여 터치 포인트의 위치를 찾아내는 방식이다. 이러한 정전 용량식 터치 스크린은 스크린에 접촉하는 손가락이나 펜 끝의 자취에 따른 위치 정보만을 입력할 수 있고, 압력 정보를 입력할 수 없어 세밀한 입력이 어렵다는 문제가 있었다. 그 결과, 압력 정보를 이용한 현실감 있는 필기감을 제공하기 어려우며, 그로 인해 각종 필기, 스케치 작업, 디자이너를 위한 작업 솔루션 등의 다양한 입력 시스템으로의 활용이 어렵다는 문제가 있었다.
또한, 정전 용량 방식의 터치스크린의 입력에 사용되는 도전성 펜은 터치 인식을 위한 최소한의 면적과 정전 용량만 확보하면 되므로 비교적 저렴한 가격에 제작이 가능하다는 장점이 있으나, 펜 끝의 자취에 따른 위치 정보만을 입력할 수 있고 펜을 잡는 압력을 감지할 수 없어, 압력 정보를 이용한 세밀한 입력이 어렵다는 문제가 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 최근에는 정밀한 입력과 뛰어난 필기감, 필 압 인식이 가능한 전자기 유도 방식을 정전 용량식 터치스크린에 결합하는 기술이 개발되었다. 그러나, 이러한 기술은 전용 포인팅 디바이스가 필요하며, 이러한 디바이스를 제작하는데 많은 비용이 소비된다는 문제가 있으며, 스마트폰이나 태블릿 PC의 입력 장치로 이용되기 위한 다양한 입력의 자유도와 부가 기능 제공에 한계가 존재한다는 문제가 있었다.
따라서, 정전 용량식 터치스크린에 사용되며, 필기압을 감지하여 세밀한 입력이 가능한 입력 수단의 개발이 요구되었다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 펜 측면에 가해지는 압력을 감지하여 그 압력에 대한 정보를 터치 스크린을 포함하는 메인 디바이스로 전송하는 터치스크린 입력용 도전성 펜을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 터치스크린 입력용 도전성 펜에 있어서, 펜 측면에 가해지는 압력을 감지하여 전기적 신호로 변환하는 압력 감지부; 상기 압력 감지부에서 변환된 전기적 신호를 디지털 데이터 신호로 변환하는 신호 처리부; 및 상기 신호 처리부에서 변환된 디지털 데이터 신호를 터치스크린을 포함하는 메인 디바이스에 전송하는 데이터 전송부를 포함하는 펜 측면의 압력을 감지하는 터치스크린 입력용 도전성 펜을 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 터치스크린 입력용 도전성 펜은 상기 압력 감지부, 상기 신호 처리부 및 상기 데이터 전송부에 전원을 공급하는 전원 공급부를 더 포함하며, 상기 압력 감지부는 압력에 의한 RLC 회로의 변형을 출력 전압 변화로 변환할 수 있으며, 펜 측면 또는 내부에 설치된 압력 감지 센서 또는 압전 소자를 포함할 수 있다.
본 발명의 터치스크린 입력용 도전성 펜에 따르면, 펜 측면에 가해지는 압력을 측정하여 그 압력에 대한 정보를 터치스크린을 포함하는 메인 디바이스에 제공하므로, 메인 디바이스에서는 펜 측면에 가해지는 압력에 대한 정보를 이용하여 자연스러운 필기감을 제공하는 입력 시스템 또는 펜 측면에 가해지는 압력 강도 및 지속 시간 등의 정보를 이용하여 다양한 명령을 내리는 입력 시스템 등을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 입력용 도전성 펜의 구성 및 작동 흐름을 보여주는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 입력용 도전성 펜의 구성을 보여주는 도면이다.
도 3 (a)는 본 발명에 따른 터치스크린 입력용 도전성 펜의 압력 감지부의 일 실시예를 보여주는 도면이며, 도 3 (b)는 본 발명에 따른 터치스크린 입력용 도전성 펜의 압력 감지부의 다른 실시예를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 입력용 도전성 펜의 구성을 보여주는 도면이다.
도 3 (a)는 본 발명에 따른 터치스크린 입력용 도전성 펜의 압력 감지부의 일 실시예를 보여주는 도면이며, 도 3 (b)는 본 발명에 따른 터치스크린 입력용 도전성 펜의 압력 감지부의 다른 실시예를 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 구현예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 다만, 도면은 본 발명의 상세한 설명을 위한 것일 뿐 본 발명을 특정한 실시 형태로 한정하려는 것은 아니다.
본 발명은 기술적 사상 및 범위 내에서 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 구현예를 가질 수 있으므로, 본 발명은 기술적 사상 및 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서, 동일한 도면부호를 동일한 구성요소에 대해 사용하였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 입력용 도전성 펜의 구성 및 작동 흐름을 보여주는 블록도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 입력용 도전성 펜의 구성을 보여주는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 터치스크린 입력용 도전성 펜(100)은 압력 감지부(110), 전원 공급부(120), 신호 처리부(130) 및 데이터 전송부(140)를 포함한다. 이하, 상기 구성에 대해 구체적으로 설명한다.
상기 압력 감지부(110)는 펜 측면의 압력을 감지하여 그 압력에 대한 정보를 신호 처리부(120)로 전송하는 역할을 하며, 이를 위해 상기 압력 감지부(110)는 펜 측면의 압력을 감지하여 전기적 신호로 변환하는 압력 감지 센서 또는 압전 소자를 포함하여 이루어진다.
상기 압력 감지부(110)의 압력 감지 센서나 압전 소자를 포함하는 회로에서는 a) 압력에 의한 RLC 회로의 변형을 출력 전압 변화로 변환하거나 b) 상용 압력센서와 제조사에서 제공하는 기본 회로를 이용해서 압력을 출력 전압 변화로 변환할 수 있다. 상기 a)의 경우에는 구체적으로 1) 저항: 변형 게이지(stain gage) 에 의한 임피던스 변화를 이용하는 경우 2) 인덕턴스: 코일(Coil)의 면적 변화에 의한 임피던스 변화를 이용하는 경우 3) 커패시턴스: 커패시터(Capacitor) 사이 간격 변화에 의한 임피던스 변화를 이용하는 경우 4) 압전 소자 등을 이용한 회로의 기전력 변화를 이용하는 경우로 나뉠 수 있다.
도 3 (a)는 본 발명에 따른 터치스크린 입력용 도전성 펜의 압력 감지부의 일 실시예를 보여주는 도면이며, 도 3 (b)는 본 발명에 따른 터치스크린 입력용 도전성 펜의 압력 감지부의 다른 실시예를 보여주는 도면이다.
도 3 (a)를 참조하여 상기 압력 감지부(110)가 설치되는 일 실시예를 살펴보면, 상기 압력 감지부(110)가 설치되는 일 실시예는 도 3 (a)에 도시된 바와 같이, 펜 내부에 압력 감지부(110)가 설치되고, 압력 감지부(110)가 설치된 펜의 외주변을 도 3 (a)에 도시된 바와 같이 중심각이 150°이상이며 반경이 서로 다른 원호 기둥을 맞물려 배치하고, 외측에 배치된 원호 기둥의 내측에 압력 감지부(110)를 향하는 직사각형 형상의 접촉 수단을 설치하여, 펜의 측면에서의 압력에 따라 상기 접촉 수단이 압력 감지부(110)에 압력을 가하도록 구성될 수 있다.
한편, 도 3 (b)를 참조하여 상기 압력 감지부(110)가 설치되는 다른 실시예를 살펴보면, 상기 압력 감지부(110)가 설치되는 다른 실시예는, 도 3 (b)에 도시된 바와 같이, 펜의 외주변에 압력 감지부(110)를 설치하여 사용자가 펜 측면에 가하는 압력을 직접 측정할 수 있다.
다음으로, 전원 공급부(120)는 상기 압력 감지부(110), 상기 신호 처리부(130), 상기 데이터 전송부(140)에 전원을 공급하는 역할을 하며, 상기 티치스크린 입력용 도전성 펜(100)의 내부에 설치되어 펜(100)의 구성요소로 포함될 수도 있고, 펜(100)의 외부의 전원 공급부로부터 전원을 공급받도록 구성될 수도 있다. 구체적으로 메인 디바이스(200)와 유선으로 연결된 경우에는 유에스비 케이블과 같이 전력을 공급할 수 있는 외부 케이블에 의해 외부로부터 전원을 공급받을 수도 있고, 티치스크린 입력용 펜(100)이 메인 디바이스(200)와 무선으로 연결된 경우에는 티치스크린 입력용 펜(100) 내부에 내장된 베터리를 포함하여 이루어질 수 있다(도 1 및 도 2는 펜의 내부에 전원 공급부가 설치된 경우를 상정).
다음으로, 신호 처리부(130)는 압력 감지부(110)에서 펜 측면의 압력을 감지하여 변환된 전기적 신호를 컴퓨터가 인식할 수 있는 데이터 신호로 변환하는 역할을 하며, 이를 위해 신호 처리부(130)는 자동 전압 조정기, 아날로그 디지털 변환기를 포함하여 이루어진다.
구체적으로 신호 처리부(130)에서는 압력 감지부(110)에서 변환된 출력 전압을 자동 전압 조정기를 통해 0~10V 또는 아날로그 디지털 변환기(A/D 변환기)에서 수용할 수 있는 전압 범위로 변화시킨 후 변환된 전압을 아날로그 디지털 변환기에서 컴퓨터가 인식할 수 있는 디지털 데이터 신호로 변환해준다.
다음으로, 데이터 전송부(140)는 상기 신호 처리부(130)에서 변환된 디지털 데이터 신호를 터치 스크린을 포함하는 메인 디바이스(200)의 데이터 수신부(210)로 전송하는 역할을 하며, 이를 위해 신호 처리부(130)에서 변환된 디지털 데이터 신호를 수신하여 터치 스크린을 포함하는 메인 디바이스(200)에 적합하게 처리한 후 통신 시점 등을 고려하여 데이터 전송을 제어하는 제어 장치, 디지털 데이터 신호를 터치 스크린을 포함하는 메인 디바이스(200)의 데이터 수신부(210)로 전송하는 데이터 케이블 또는 RF 모듈, 블루투스 등의 무선 통신 모듈을 포함하여 이루어진다.
구체적으로, 데이터 전송부(140)는 마이크로 컨트롤 유닛(micro controll unit) 등의 제어 장치에서 신호 처리부(130)에서 변환된 디지털 데이터 신호를 수신하여 터치 스크린을 포함하는 메인 디바이스(200)에 적합하게 처리한 후 통신 시점 등을 고려하여 데이터 케이블이나 무선 통신 모듈 등을 통해 메인 디바이스로 전송한다.
한편, 메인 디바이스(200)는 터치 스크린을 포함하는 스마트폰이나 태블릿 PC 등을 말하며, 데이터 수신부(210)는 메인 디바이스(200)에 장착되거나 내장될 수 있고, 데이터 전송부(140)에서 전송된 디지털 데이터 신호를 수신하여 메인 디바이스(200)에서 실행 중인 소프트 웨어에 데이터를 제공하는 역할을 한다.
상술한, 본 발명의 터치스크린 입력용 도전성 펜에 따르면, 펜 측면에 가해지는 압력을 측정하여 그 압력에 대한 정보를 터치스크린을 포함하는 메인 디바이스에 제공하므로, 메인 디바이스에서는 펜 측면에 가해지는 압력에 대한 정보를 이용하여 다양한 입력 시스템을 구현할 수 있다. 여기서, 다양한 입력 시스템이란 자연스러운 필기감을 제공하는 입력 시스템 또는 펜 측면에 가해지는 압력 강도 및 지속 시간 등의 정보를 이용하여 다양한 명령을 내리는 입력 시스템 등을 말한다.
100 터치스크린 입력용 도전성 펜
110 압력 감지부
120 전원 공급부
130 신호 처리부
140 데이터 전송부
200 터치스크린을 포함하는 메인 디바이스
210 데이터 수신부
110 압력 감지부
120 전원 공급부
130 신호 처리부
140 데이터 전송부
200 터치스크린을 포함하는 메인 디바이스
210 데이터 수신부
Claims (4)
- 터치스크린 입력용 도전성 펜에 있어서,
펜 측면에 가해지는 압력을 감지하여 전기적 신호로 변환하는 압력 감지부;
상기 압력 감지부에서 변환된 전기적 신호를 디지털 데이터 신호로 변환하는 신호 처리부; 및
상기 신호 처리부에서 변환된 디지털 데이터 신호를 터치스크린을 포함하는 메인 디바이스에 전송하는 데이터 전송부를 포함하는 펜 측면의 압력을 감지하는 터치스크린 입력용 도전성 펜. - 청구항 1에 있어서,
상기 압력 감지부, 상기 신호 처리부 및 상기 데이터 전송부에 전원을 공급하는 전원 공급부를 더 포함하는 터치스크린 입력용 도전성 펜. - 청구항 1에 있어서,
상기 압력 감지부는 압력에 의한 RLC 회로의 변형을 출력 전압 변화로 변환하는 것인 터치스크린 입력용 도전성 펜. - 청구항 1에 있어서, 상기 압력 감지부는 펜 측면 또는 내부에 설치된 압력 감지 센서 또는 압전 소자를 포함하는 것인 터치스크린 입력용 도전성 펜.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120026316A KR20130104649A (ko) | 2012-03-14 | 2012-03-14 | 터치스크린 입력용 도전성 펜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020120026316A KR20130104649A (ko) | 2012-03-14 | 2012-03-14 | 터치스크린 입력용 도전성 펜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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|---|---|
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