KR20140099124A - 포인팅 디바이스 및 포인팅 디바이스의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르는 포인팅 디바이스는, 하우징과, 적어도 일부가 노출되도록, 상기 하우징에 결합되는 접촉부와, 상기 접촉부를 가압하는 작동부 및 단말기의 디스플레이와 상기 접촉부가 서로 접촉하였을 때, 상기 작동부가 상기 하우징에 대해 상대적인 변위를 갖도록 상기 작동부를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

포인팅 디바이스 및 포인팅 디바이스의 제어방법{POINTING DEVICE AND CONTROL METHODS THEREOF}

본 발명의 실시예들은 사용자에게 보다 향상된 필기감을 제공할 수 있는 포인팅 디바이스 및 포인팅 디바이스의 제어방법에 관한 것이다.

단말기(terminal)는 기능이 다양화됨에 따라 예를 들어, 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신 등의 복합적인 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(Multimedia player) 형태로 구현되고 있다.

단말기는 이동 가능 여부에 따라 휴대용 단말기(mobile/portable terminal) 및 고정 단말기(stationary terminal)으로 나뉠 수 있다. 휴대용 단말기는 휴대가 가능하면서 음성 및 영상 통화를 수행할 수 있는 기능, 정보를 입·출력할 수 있는 기능 및 데이터를 저장할 수 있는 기능 등을 하나 이상 갖춘 휴대용 기기이다.

이러한 단말기의 기능 지지 및 증대를 위해, 단말기의 구조적인 부분 및/또는 소프트웨어적인 부분을 개량하는 것이 고려될 수 있다.

특히, 이동 단말기의 일정 기능을 수행하도록 포인팅 디바이스가 제공될 수 있다. 포인팅 디바이스는 입력 장치의 일종으로서, 사용자가 포인팅 디바이스의 일측에 형성된 접촉부를 패드나 디스플레이에 접촉시켜 움직임으로써, 그래픽 유저 인터페이스 환경에서 사용자가 편리하게 단말기에 정보를 입력하거나 단말기에 출력되는 화면 상의 일정 지점을 가르킬 수 있다.

포인팅 디바이스를 사용할 때 사용자가 감지하는 필기감은, 사용자가 포인팅 디바이스를 눌렀을 때 터치 스크린에 전달되는 필압, 포인팅 디바이스를 어느 하나의 방향으로 움직였을 때 터치 스프린에 표시되는 필체 및 필기시 포인팅 디바이스가 터치 스크란 상을 움직임에 따라 사용자에게 전달되는 필기감 피드백으로 나누어질 수 있다.

따라서, 사용자가 포인팅 디바이스를 사용할 때, 필기감 피드백을 향상시키는 장치 및 그 방법이 고려될 수 있다.

본 발명의 일 목적은 기존과는 다른 방식으로 동작하는 포인팅 디바이스를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 보다 향상된 필기감을 사용자에게 전달하는 포인팅 디바이스를 제공하기 위한 것이다.

이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르는 포인팅 디바이스는, 하우징과, 적어도 일부가 노출되도록, 상기 하우징에 결합되는 접촉부와, 상기 접촉부를 가압하는 작동부 및 단말기의 디스플레이와 상기 접촉부가 서로 접촉하였을 때, 상기 작동부가 상기 하우징에 대해 상대적인 변위를 갖도록 상기 작동부를 제어하는 제어부를 포함한다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 작동부는, 상기 접촉부와 접촉하도록 형성되는 댐퍼 및 상기 댐퍼를 왕복 운동시키는 액츄에이터를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 댐퍼는 상기 접촉부의 외주를 부분적으로 감싸는 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 접촉부는 상기 하우징에 대하여 회전가능하게 구 형상으로 이루어지고, 상기 댐퍼는 상기 접촉부가 접촉하면서 구름 운동할 수 있도록 상기 구 형상에 대응하는 오목한 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 접촉부가 접촉하는 상기 댐퍼의 일면에, 상기 접촉부가 상기 댐퍼를 밀어내는 힘을 측정하도록 형성되는 감지부가 형성될 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 제어부는 상기 감지부로부터 수신되는 신호에 근거하여 상기 변위를 조절하도록 상기 작동부를 제어할 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 사용자가 필기 모드를 선택할 수 있도록 형성되는 모드 전환부 및 상기 단말기와 무선 통신을 수행하도록 형성되는 무선 통신부를 더 포함하고, 상기 모드가 선택되면 상기 디스플레이에 상기 모드에 따르는 입력 화면이 출력되도록 상기 무선 통신부를 통해 상기 단말기에 모드 신호를 전송할 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 제어부는 선택된 모드에 따라 상기 작동부의 변위를 조절할 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 단말기와 무선 통신을 수행하도록 형성되는 무선 통신부를 더 포함하고, 상기 무선 통신부를 통해 상기 단말기로부터 수신되는 모드 신호에 근거하여 상기 제어부는 상기 작동부의 상대적인 변위를 조절할 수 있다.

또한 상기한 과제를 실현하기 위하여 본 발명의 다른 실시예는, 하우징의 일측에 상대 이동가능하게 형성되는 접촉부와, 상기 접촉부를 가압하는 작동부 및 상기 작동부가 기설정된 모드에 따라 일정 주기와 일정 변위로 왕복운동하도록 상기 작동부를 제어하는 제어부를 포함하는 포인팅 디바이스를 개시한다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 모드는, 상기 포인팅 디바이스를 단말기의 디스플레이에 접촉하였을 때, 사용자가 감지할 수 있는 재질감들 중 사용자로부터 선택된 어느 하나에 대응하는 것으로서, 각 모드별로 서로 다른 주기와 변위를 가질 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 접촉부가 접촉하는 상기 작동부의 일면에, 상기 접촉부가 상기 작동부를 밀어내는 힘을 측정하도록 형성되는 감지부가 형성될 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 제어부는 상기 감지부로부터 수신되는 신호에 근거하여, 상기 모드에 따라 상기 접촉부와 상기 작동부 사이에 일정한 마찰력이 형성되도록 상기 변위를 조절할 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 사용자가 상기 모드를 선택할 수 있도록 형성되는 모드 전환부 및 상기 단말기와 무선 통신을 수행하도록 형성되는 무선 통신부를 더 포함하고, 상기 모드가 선택되면 상기 디스플레이에 상기 모드에 따르는 입력 화면이 출력되도록 상기 무선 통신부를 통해 상기 단말기에 모드 신호를 전송할 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 제어부는 선택된 모드에 따라 상기 작동부의 변위와 주기를 조절할 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 단말기와 무선 통신을 수행하도록 형성되는 무선 통신부를 더 포함하고, 상기 무선 통신부를 통해 상기 단말기로부터 수신되는 모드 신호에 근거하여 상기 제어부는 상기 작동부의 변위와 주기를 조절할 수 있다.

또한 상기한 과제를 실현하기 위하여 본 발명의 다른 실시예는, 모드에 따라 기설정된 주기와 변위로 접촉부를 가압하도록 작동부를 구동시키는 단계 및 상기 작동부와 상기 접촉부 간의 마찰력을 감지하여 오차(error)를 산정하고, 상기 오차를 보정(compensation)하도록 상기 주기 또는 변위를 변경시키는 단계를 포함하는 포인팅 디바이스의 제어방법을 개시한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 포인팅 디바이스는 작동부가 하우징에 대하여 상대적인 변위를 갖도록 형성함으로써, 실제로 지면에 필기한 것과 동일 또는 유사한 필기감을 사용자에게 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 예와 관련된 이동 단말기의 블록 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기의 전면 사시도.
도 3은 도 2의 이동 단말기의 배면 사시도.
도 4a는 종이에 펜을 이용하여 필기하였을 때, 종이의 섬유 표면과 펜 사이에 발생하는 미세변위를 도시한 것이고, 도 4b는 본 발명의 일 예와 관련하여 포인팅 디바이스로 이동 단말기를 조작하는 일 예를 도시한 개념도이고, 도 4c는 지면에 물체가 놓였을 때 작용하는 힘을 도시한 도면.
도 5a는 펜를 이용하여 사용자가 실제로 필기한 도형을 도시한 것이고, 도 5b는 도 5a와 같이 필기한 상태에서 시간에 따르는 펜 끝과 지면 간의 상대적인 변위와 속도를 도시한 도면.
도 6a 내지 도 6c는 펜으로 각각 다른 재질에 필기를 한 상태에서 시간에 따르는 펜 끝과 지면 간의 상대적인 변위를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일 예와 관련된 포인팅 디바이스의 개념도.
도 8은 본 발명의 일 예와 관련된 포인팅 디바이스의 블록 구성도.
도 9a와 도 9b는 각각 포인팅 디바이스를 구성하는 작동부의 일예를 도시한 사시도와 단면도.
도 10은 도 8의 포인팅 디바이스의 동작 상태도.
도 11은 본 발명의 일 예와 관련된 포인팅 디바이스의 제어방법을 도시한 순서도.

이하, 본 발명에 관련된 포인팅 디바이스 및 포인팅 디바이스의 제어방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 발명에 관련된 포인팅 디바이스는 이동 단말기를 조작하는 하나의 수단이 될 수 있으므로, 이하 포인팅 디바이스로 조작되는 이동 단말기에 대하여 도 1 내지 도 3을 참조하여 살펴보기로 한다.

본 명세서에서 설명되는 이동 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 등이 포함될 수 있다. 그러나 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 이동 단말기(100)는 무선 통신부(110), A/V(Audio/Video) 입력부(120), 사용자 입력부(130), 센싱부(140), 출력부(150), 메모리(160), 인터페이스부(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 이동 단말기가 구현될 수도 있다. 이하, 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.

무선 통신부(110)는 이동 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이 또는 이동 단말기(100)와 이동 단말기(100)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신부(110)는 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114) 및 위치정보 모듈(115) 등을 포함할 수 있다.

방송 수신 모듈(111)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보를 수신한다.

상기 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널을 포함할 수 있다. 상기 방송 관리 서버는, 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 생성하여 송신하는 서버 또는 기 생성된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 제공받아 단말기에 송신하는 서버를 의미할 수 있다. 상기 방송 신호는, TV 방송 신호, 라디오 방송 신호, 데이터 방송 신호를 포함할 뿐만 아니라, TV 방송 신호 또는 라디오 방송 신호에 데이터 방송 신호가 결합한 형태의 방송 신호도 포함할 수 있다.

상기 방송 관련 정보는, 방송 채널, 방송 프로그램 또는 방송 서비스 제공자에 관련한 정보를 의미할 수 있다. 상기 방송 관련 정보는, 이동통신망을 통하여도 제공될 수 있다. 이러한 경우에는 상기 이동통신 모듈(112)에 의해 수신될 수 있다.

상기 방송 관련 정보는 다양한 형태로 존재할 수 있다. 예를 들어, DMB(Digital Multimedia Broadcasting)의 EPG(Electronic Program Guide) 또는 DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld)의 ESG(Electronic Service Guide) 등의 형태로 존재할 수 있다.

상기 방송 수신 모듈(111)은, 예를 들어, DMB-T(Digital Multimedia Broadcasting-Terrestrial), DMB-S(Digital Multimedia Broadcasting-Satellite), Media FLO(Media Forward Link Only), DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld), ISDB-T(Integrated Services Digital Broadcast-Terrestrial) 등의 디지털 방송 시스템을 이용하여 디지털 방송 신호를 수신할 수 있다. 물론, 상기 방송 수신 모듈(111)은, 상술한 디지털 방송 시스템뿐만 아니라 다른 방송 시스템에 적합하도록 구성될 수도 있다.

방송 수신 모듈(111)을 통해 수신된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보는 메모리(160)에 저장될 수 있다.

이동통신 모듈(112)은, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 상기 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.

무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 이동 단말기(100)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 기술로는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등이 이용될 수 있다.

근거리 통신 모듈(114)은 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다. 근거리 통신(short range communication) 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 등이 이용될 수 있다.

위치정보 모듈(115)은 이동 단말기의 위치를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Position System) 모듈이 있다.

도 1을 참조하면, A/V(Audio/Video) 입력부(120)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 이에는 카메라(121)와 마이크(122) 등이 포함될 수 있다. 카메라(121)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 베이스부(265)부(151)에 표시될 수 있다.

카메라(121)에서 처리된 화상 프레임은 메모리(160)에 저장되거나 무선 통신부(110)를 통하여 외부로 전송될 수 있다. 카메라(121)는 사용 환경에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다.

마이크(122)는 통화모드 또는 녹음모드, 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 음향 신호를 입력 받아 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 통화 모드인 경우 이동통신 모듈(112)을 통하여 이동통신 기지국으로 송신 가능한 형태로 변환되어 출력될 수 있다. 마이크(122)에는 외부의 음향 신호를 입력 받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.

사용자 입력부(130)는 사용자가 단말기의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킨다. 사용자 입력부(130)는 키 패드(key pad) 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다.

센싱부(140)는 이동 단말기(100)의 개폐 상태, 이동 단말기(100)의 위치, 사용자 접촉 유무, 이동 단말기의 방위, 이동 단말기의 가속/감속 등과 같이 이동 단말기(100)의 현 상태를 감지하여 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킨다. 예를 들어 이동 단말기(100)가 슬라이드 폰 형태인 경우 슬라이드 폰의 개폐 여부를 센싱할 수 있다. 또한, 전원 공급부(190)의 전원 공급 여부, 인터페이스부(170)의 외부 기기 결합 여부 등을 센싱할 수도 있다. 한편, 상기 센싱부(140)는 근접 센서(141)를 포함할 수 있다.

출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 이에는 디스플레이부(151), 음향 출력 모듈(152), 알람부(153), 및 햅틱 모듈(154) 등이 포함될 수 있다.

디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 이동 단말기가 통화 모드인 경우 통화와 관련된 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시한다. 이동 단말기(100)가 화상 통화 모드 또는 촬영 모드인 경우에는 촬영 또는/및 수신된 영상 또는 UI, GUI를 표시한다.

디스플레이부(151)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

이들 중 일부 디스플레이는 그를 통해 외부를 볼 수 있도록 투명형 또는 광투과형으로 구성될 수 있다. 이는 투명 디스플레이라 호칭될 수 있는데, 상기 투명 디스플레이의 대표적인 예로는 TOLED(Transparent OLED) 등이 있다. 디스플레이부(151)의 후방 구조 또한 광 투과형 구조로 구성될 수 있다. 이러한 구조에 의하여, 사용자는 단말기 바디의 디스플레이부(151)가 차지하는 영역을 통해 단말기 바디의 후방에 위치한 사물을 볼 수 있다.

이동 단말기(100)의 구현 형태에 따라 디스플레이부(151)이 2개 이상 존재할 수 있다. 예를 들어, 이동 단말기(100)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격 되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.

디스플레이부(151)와 터치 동작을 감지하는 센서(이하, '터치 센서'라 함)가 상호 레이어 구조를 이루는 경우(이하, '터치 스크린'이라 함)에, 디스플레이부(151)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다. 터치 센서는, 예를 들어, 터치 필름, 터치 시트, 터치 패드 등의 형태를 가질 수 있다.

터치 센서는 디스플레이부(151)의 특정 부위에 가해진 압력 또는 디스플레이부(151)의 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는 터치 되는 위치 및 면적뿐만 아니라, 터치 시의 압력까지도 검출할 수 있도록 구성될 수 있다.

터치 센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어기로 보내진다. 터치 제어기는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(180)로 전송한다. 이로써, 제어부(180)는 디스플레이부(151)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다.

도 1을 참조하면, 상기 터치스크린에 의해 감싸지는 이동 단말기의 내부 영역 또는 상기 터치 스크린의 근처에 근접 센서(141)가 배치될 수 있다. 상기 근접 센서는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 근접 센서는 접촉식 센서보다는 그 수명이 길며 그 활용도 또한 높다.

상기 근접 센서의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 상기 터치스크린이 정전식인 경우에는 상기 포인터의 근접에 따른 전계의 변화로 상기 포인터의 근접을 검출하도록 구성된다. 이 경우 상기 터치 스크린(터치 센서)은 근접 센서로 분류될 수도 있다.

이하에서는 설명의 편의를 위해, 상기 터치스크린 상에 포인터가 접촉되지 않으면서 근접되어 상기 포인터가 상기 터치스크린 상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 "근접 터치(proximity touch)"라고 칭하고, 상기 터치스크린 상에 포인터가 실제로 접촉되는 행위를 "접촉 터치(contact touch)"라고 칭한다. 상기 터치스크린 상에서 포인터로 근접 터치가 되는 위치라 함은, 상기 포인터가 근접 터치될 때 상기 포인터가 상기 터치스크린에 대해 수직으로 대응되는 위치를 의미한다.

상기 근접센서는, 근접 터치와, 근접 터치 패턴(예를 들어, 근접 터치 거리, 근접 터치 방향, 근접 터치 속도, 근접 터치 시간, 근접 터치 위치, 근접 터치 이동 상태 등)을 감지한다. 상기 감지된 근접 터치 동작 및 근접 터치 패턴에 상응하는 정보는 터치 스크린상에 출력될 수 있다.

음향 출력 모듈(152)은 호신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리(160)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(152)은 이동 단말기(100)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 음향 출력 모듈(152)에는 리시버(Receiver), 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다.

알람부(153)는 이동 단말기(100)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 이동 단말기에서 발생 되는 이벤트의 예로는 호 신호 수신, 메시지 수신, 키 신호 입력, 터치 입력 등이 있다. 알람부(153)는 비디오 신호나 오디오 신호 이외에 다른 형태, 예를 들어 진동으로 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력할 수도 있다. 상기 비디오 신호나 오디오 신호는 디스플레이부(151)나 음성 출력 모듈(152)을 통해서도 출력될 수 있어서, 그들(151,152)은 알람부(153)의 일부로 분류될 수도 있다.

햅틱 모듈(haptic module)(154)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(154)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 있다. 햅택 모듈(154)이 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 제어 가능하다. 예를 들어, 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다.

햅틱 모듈(154)은, 진동 외에도, 접촉 피부면에 대해 수직 운동하는 핀 배열, 분사구나 흡입구를 통한 공기의 분사력이나 흡입력, 피부 표면에 대한 스침, 전극(electrode)의 접촉, 정전기력 등의 자극에 의한 효과와, 흡열이나 발열 가능한 소자를 이용한 냉온감 재현에 의한 효과 등 다양한 촉각 효과를 발생시킬 수 있다.

햅틱 모듈(154)은 직접적인 접촉을 통해 촉각 효과의 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 손가락이나 팔 등의 근 감각을 통해 촉각 효과를 느낄 수 있도록 구현할 수도 있다. 햅틱 모듈(154)은 휴대 단말기(100)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.

메모리(160)는 제어부(180)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)을 임시 저장할 수도 있다. 상기 메모리(160)는 상기 터치스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.

메모리(160)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 이동 단말기(100)는 인터넷(internet)상에서 상기 메모리(160)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다.

인터페이스부(170)는 이동 단말기(100)에 연결되는 모든 외부 기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(170)는 외부 기기로부터 데이터를 전송 받거나, 전원을 공급받아 이동 단말기(100) 내부의 각 구성 요소에 전달하거나, 이동 단말기(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다. 예를 들어, 유/무선 헤드 셋 포트, 외부 충전기 포트, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트, 오디오 I/O(Input/Output) 포트, 비디오 I/O(Input/Output) 포트, 이어폰 포트 등이 인터페이스부(170)에 포함될 수 있다.

식별 모듈은 이동 단말기(100)의 사용 권한을 인증하기 위한 각종 정보를 저장한 칩으로서, 사용자 인증 모듈(User Identify Module, UIM), 가입자 인증 모듈(Subscriber Identify Module, SIM), 범용 사용자 인증 모듈(Universal Subscriber Identity Module, USIM) 등을 포함할 수 있다. 식별 모듈이 구비된 장치(이하 '식별 장치')는, 스마트 카드(smart card) 형식으로 제작될 수 있다. 따라서 식별 장치는 포트를 통하여 단말기(100)와 연결될 수 있다.

상기 인터페이스부(170)는 이동단말기(100)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 상기 크래들로부터의 전원이 상기 이동단말기(100)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 상기 이동단말기로 전달되는 통로가 될 수 있다. 상기 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은 상기 이동단말기가 상기 크래들에 정확히 장착되었음을 인지하기 위한 신호로 동작될 수도 있다.

제어부(controller, 180)는 통상적으로 이동 단말기의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행한다. 제어부(180)는 멀티 미디어 재생을 위한 멀티미디어 모듈(181)을 구비할 수도 있다. 멀티미디어 모듈(181)은 제어부(180) 내에 구현될 수도 있고, 제어부(180)와 별도로 구현될 수도 있다.

상기 제어부(180)는 상기 터치스크린 상에서 행해지는 필기 입력 또는 그림 그리기 입력을 각각 문자 및 이미지로 인식할 수 있는 패턴 인식 처리를 행할 수 있다.

전원 공급부(190)는 제어부(180)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.

여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.

하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시예들이 제어부(180) 자체로 구현될 수 있다.

소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 메모리(160)에 저장되고, 제어부(180)에 의해 실행될 수 있다.

도 2는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 전면에서 바라본 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 이동 단말기의 후면 사시도이다.

도 2, 도 3을 참조하면, 이동 단말기(200)는 바 형태의 단말기 본체(204)를 구비하고 있다. 다만, 본 발명은 여기에 한정되지 않고, 2 이상의 바디들이 상대 이동 가능하게 결합되는 슬라이드 타입, 폴더 타입, 스윙 타입 등 다양한 구조에 적용이 가능하다. 나아가, 본 명세서에서 설명되는 이동 단말기는 카메라 및 플래시를 갖는 임의의 휴대 전자 장치, 예를 들어, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(notebook computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMO(Portable Multimedia Player) 등에도 적용될 수 있다.

본 발명에 관련된 이동 단말기(200)는 그 외관을 구성하는 단말기 본체(204)를 포함한다.

단말기 본체(204)의 외관을 이루는 케이스(케이싱, 하우징, 커버 등)는 프론트 케이스(201)와 리어 케이스(202), 그리고 배터리 케이스(203)에 의해 형성된다. 배터리 케이스(203)는 리어 케이스(202)의 배면을 덮도록 형성된다.

상기 프론트 케이스(201) 및 상기 리어 케이스(202) 사이에 형성된 공간에는 각종 전자 부품들이 내장된다. 케이스들은 합성수지를 사출하여 형성되거나 금속 재질, 예를 들어 스테인레스 스틸(STS) 또는 티타늄(Ti) 등과 같은 금속 재질을 갖도록 형성될 수도 있다.

단말기 본체(204)의 전면에는 디스플레이부(210), 제1 음향 출력부(211), 전면 카메라부(216), 사이드키(214), 인터페이스부(215) 및 신호입력부(217)를 포함한다.

디스플레이부(210)는 정보를 시각적으로 표현하는 LCD(liquid crystal display) 모듈, OLED(Organic Light Emitting Diodes) 모듈, 이페이퍼(e-paper) 등을 포함한다. 상기 디스플레이부(210)는 터치방식에 의하여 입력할 수 있게 터치감지수단을 포함할 수 있다. 이하에서는 터치감지수단을 포함한 디스플레이부(210)를 '터치스크린'으로 칭하기로 한다. 터치스크린(210) 상의 어느 한 곳에 대하여 터치가 있으면 그 터치된 위치에 대응하는 내용이 입력된다. 터치방식에 의하여 입력되는 내용은 문자 또는 숫자이거나, 각종 모드에서의 지시 또는 지정 가능한 메뉴항목 등일 수 있다. 터치감지수단은 디스플레이부가 보일 수 있도록 투광성으로 형성되어 있으며, 밝은 곳에서 터치스크린의 시인성(visibility)을 높이기 위한 구조가 포함될 수 있다. 도 2에 의하면, 터치스크린(210)은 프론트 케이스(201)의 전면(front surface)의 대부분을 차지한다.

상기 제1 음향출력부(211)는 통화음을 사용자의 귀에 전달시키는 리시버(receiver) 또는 각종 알람음이나 멀티미디어의 재생음을 출력하는 라우드 스피커(loud speaker)의 형태로 구현될 수 있다.

상기 전면 카메라부(216)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(210)에 표시될 수 있다.

상기 전면 카메라(216)에서 처리된 화상 프레임은 메모리(160)에 저장되거나 무선 통신부(110)를 통하여 외부로 전송될 수 있다. 상기 전면 카메라(216)는 사용 환경에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다.

상기 신호입력부(217)는 이동 단말기(200)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력 받기 위해 조작되는 것으로서, 복수의 입력키들을 포함할 수 있다. 입력키들은 조작부(manipulating portion)로도 통칭될 수 있으며, 사용자가 촉각적인 느낌을 가지며 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다.

예를 들어 사용자의 푸시 또는 터치 조작에 의해 명령 또는 정보를 입력받을 수 있는 돔 스위치 또는 터치 스크린, 터치 패드로 구현되거나, 키를 회전시키는 휠 또는 조그 방식이나 조이스틱과 같이 조작하는 방식으로도 구현될 수 있다. 상기 신호입력부(217)에 의하여 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어 시작, 종료, 스크롤 등을 입력하기 위한 것일 수 있다.

상기 프론트 케이스(201)의 측면에는 사이드키(214), 인터페이스부(215) 및 음향입력부(213) 등이 배치된다.

상기 사이드키(214)는 조작유닛으로 통칭될 수 있으며, 이동 단말기(200)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력 받을 수 있게 되어 있다. 사이드키(214)는 사용자가 촉각적인 느낌을 가면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다. 사이드키(214)에 의하여 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 사이드키(214)에 의하여, 영상입력부(216, 221)의 제어, 음향출력부(211)에서 출력되는 음향의 크기 조절 또는 디스플레이부(210)의 터치 인식 모드로의 전환 등과 같은 명령을 입력받을 수 있다.

상기 음향입력부(213)는 사용자의 음성, 기타 소리 등을 입력 받기 위해, 예를 들어 마이크로폰(microphone)과 같은 형태로 구현될 수 있다.

상기 인터페이스부(215)는 본 발명과 관련된 이동 단말기(200)가 외부 기기와 데이터 교환 등을 할 수 있게 하는 통로가 된다. 예를 들어, 인터페이스부(215)는 유선 또는 무선으로, 이어폰과 연결하기 위한 접속단자, 근거리 통신을 위한 포트{예를 들어 적외선 포트(IrDA Port), 블루투스 포트(Bluetooth Port), 무선 랜 포트(Wireless LAN Port)등}, 또는 이동 단말기(200)에 전원을 공급하기 위한 전원공급 단자들 중 적어도 하나일 수 있다. 이러한 인터페이스부(215)는 SIM(Subscriber Identification Module) 또는 UIM(User Identity Module), 정보 저장을 위한 메모리 카드 등의 외장형 카드를 수용하는 소켓의 형태로 구현될 수 있다.

단말기 본체(204)의 후면에는 전원공급부(240), 후면 카메라부(221)가 배치된다.

상기 후면 카메라부(221)에 인접하게 플래쉬(222) 및 거울(미도시)이 배치될 수 있다. 상기 플래쉬는 상기 후면 카메라부(221)로 피사체를 촬영하는 경우에 피사체를 향하여 빛을 비춘다.

상기 거울은 사용자가 상기 후면 카메라부(221)을 이용하여 자신을 촬영(셀프 촬영)하고자 하는 경우에, 사용자 자신의 얼굴 등을 비춰볼 수 있게 한다.

상기 후면 카메라부(221)은 전면에 배치되는 전면 카메라부(216)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지며, 상기 전면 카메라부(216)와 서로 다른 화소를 가지는 카메라 일 수 있다,

예를 들어, 전면 카메라부(216)는 화상 통화 등의 경우에 사용자의 얼굴을 촬영하여 상대방에 전송함에 무리가 없도록 저 화소를 가지며, 상기 후면 카메라부(221)는 일반적인 피사체를 촬영하고 바로 전송하지는 않는 경우가 많기 때문에 고 화소를 가지는 것이 바람직하다. 상기 전면 및 후면 카메라부(216, 221)은 회전 또는 팝업(pop-up) 가능하게 단말기 본체(204)에 설치될 수 있다.

상기 배터리(240)는 이동 단말기(200)에 전원을 공급한다. 상기 배터리(240)는 단말기 본체(204)에 내장되거나, 단말기 본체(204)의 외부에서 직접 탈착될 수 있게 구성될 수 있다.

도 4a는 종이에 펜을 이용하여 필기하였을 때, 종이의 섬유 표면과 펜 사이에 발생하는 미세변위를 도시한 것이고, 도 4b는 본 발명의 일 예와 관련하여 포인팅 디바이스로 이동 단말기를 조작하는 일 예를 도시한 개념도이고, 도 4c는 지면에 물체가 놓였을 때 작용하는 힘을 도시한 도면이다.

포인팅 디바이스는 입력 장치의 일종이다. 사용자가 포인팅 디바이스의 일측에 형성된 접촉부를 패드나 디스플레이에 접촉시켜 움직임으로써, 그래픽 유저 인터페이스 환경에서 사용자가 편리하게 단말기에 정보를 입력하거나 단말기에 출력되는 화면 상의 일정 지점을 가르킬 수 있다.

본 발명에 관련되는 포인팅 디바이스(300)는 일종의 스타일러스로서 펜타입으로 형성될 수 있다. 특히 본 발명의 실시예에 따르는 포인팅 디바이스(300)는 이동 단말기의 터치 스크린에 접촉시켜 터치 입력을 할 수 있다. 이 경우 포인팅 디바이스가 펜타입으로 형성되기 때문에, 터치 입력시 사용자가 실제 펜으로 필기를 하는 것과 같은 인터페이스 환경을 제공할 수 있다.

본 발명은 포인팅 디바이스를 이용하여 사용자가 터치 스크린에 글씨를 쓰거나 도형을 그리는 필기 동작시 실제와 유사한 필기감을 사용자에게 제공하는 것을 목표로 한다.

이러한 필기감은, 사용자가 포인팅 디바이스를 눌렀을 때 터치 스크린에 전달되는 필압, 포인팅 디바이스를 어느 하나의 방향으로 움직였을 때 터치 스프린에 표시되는 필체 및 필기시 포인팅 디바이스가 터치 스크란 상을 움직임에 따라 사용자에게 전달되는 필기감 피드백으로 나누어질 수 있다. 이중에서도, 본 발명은 사용자가 포인팅 디바이스를 사용하였을 때, 사용자에게 필기감 피드백을 제공하는 액티브 재질감 생성장치 및 그 방법과 관련된다.

도 4a와 같이 종이 위에 펜이 움직이는 경우, 종이의 섬유 표면과 펜 끝 사이에 생기는 미세 변위는 동적 마찰 계수를 변화시키며, 이러한 미세 변위는 사용자가 손에서 필기시의 재질감을 느낄 수 있는 주요 인자가 된다.

이에 반해, 도 4b와 같이 평면에 요철이나 굴곡이 없는 이동 단말기의 터치스크린(210) 상에서 포인팅 디바이스(300)를 움직이는 경우, 미세 변위가 생성되지 않으므로 사용자는 별다른 재질감을 느낄 수 없다.

도 4c를 참조하면, 지면과 펜 사이의 마찰력은 아래 식과 같으므로, 동적 마찰 계수에 따라 마찰력이 가감될 수 있다. 따라서 동적 마찰 계수를 조절하여 마찰력을 임의로 변경시킬 수 있다면 사용자가 실제로 종이와 같은 재질에서 필기를 하는 듯한 필기감 피드백을 제공할 수 있다.

F_S = μ * F_N

도 5a는 펜를 이용하여 사용자가 실제로 필기한 도형을 도시한 것이고, 도 5b는 도 5a와 같이 필기한 상태에서 시간에 따르는 펜 끝과 지면 간의 상대적인 변위와 속도를 도시한 도면이다. 그리고, 도 6a 내지 도 6c는 포인팅 디바이스로 각각 다른 재질에 필기를 한 상태에서 시간에 따르는 펜 끝과 지면 간의 상대적인 변위를 도시한 도면이다.

사용자는 지면 상에 펜을 이용하여 도 5a에 도시된 바와 같이, 필기를 할 수 있다. 이 때, 사용자에게 전달되는 필기감은 도 5b에 도시된 바와 같이, 펜 끝과 지면 간의 상대적인 변위와 속도를 확인할 수 있다.

터치 스크린 상에 포인팅 디바이스로 필기를 하는 경우, 포인팅 디바이스에 도 5b에 도시된 바와 같이, 시간이 지남에 따라 미세 변위를 생성할 수 있다면 임의로 필기감 피드백을 형성할 수 있다.

도 6a는 화이트 보드에 필기를 할 때 미세 변위를 도시한 것이고, 도 6b는 종이노트에 필기를 할 때 미세 변위를 도시한 것이고, 도 6c는 코팅지에 필기를 할 때 미세 변위를 도시한 것이다. 이와 같이 펜이 접촉하는 접촉면의 재질의 차이에 따라 그 미세 변위의 크기도 다름을 알 수 있다.

따라서, 포인팅 디바이스(300)를 사용하여 터치 스크린(210)을 조작할 때, 포인팅 디바이스가 미세 변위를 형성한다면 사용자에게 필기감 피드백을 제공할 수 있고, 그 미세 변위가 각 모드에 따라 다르게 설정될 수 있다면 사용자가 터치 스크린을 조작할 때, 서로 다른 재질의 지면에 필기를 하는 듯한 필기감 피드백을 제공할 수 있다. 이하에서 이러한 필기감 피드백을 제공할 수 있는 포인팅 디바이스를 도면을 참조하여 보다 자세히 살펴보기로 한다.

도 7은 본 발명의 일 예와 관련된 포인팅 디바이스의 개념도이고, 도 8은 본 발명의 일 예와 관련된 포인팅 디바이스의 블록 구성도이다.

도 7과 도 8을 참조하면, 포인팅 디바이스(300)는 하우징(301), 접촉부(320), 작동부(310) 및 제어부(340)를 포함할 수 있다.

하우징(301)은 포인팅 디바이스(300)의 몸체를 형성할 수 있다. 하우징(301)은 펜 형상과 동일하거나 유사하게 형성될 수 있다. 일 예로 하우징(301)은 원통형 바디로 형성될 수 있다. 그리고 하우징(301)의 적어도 일측이 개구될 수 있다. 이 밖에 하우징(301)은 펜 형상과 동일하거나 유사한 보다 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.

개구된 일측에는 접촉부(320)가 결합될 수 있다. 이 때, 접촉부(320)는 적어도 일부가 외부에 노출될 수 있다. 접촉부(320)의 노출되는 부분은 단말기의 디스플레이 또는 터치스크린(210)과 접촉하도록 형성될 수 있다.

하우징(301)에 대하여 상대적인 변위를 형성하도록 작동부(310)가 형성될 수 있다. 하우징(301)은 복수로 형성될 수 있다. 일 예로, 제1 하우징과 제2 하우징을 포함할 수 있으며, 이 때, 제1 하우징과 제2 하우징 중 어느 하나의 하우징이 다른 하나의 하우징에 대하여 상대 이동하도록 형성될 수 있다. 이 경우 접촉부(320)는 상대 이동하는 하우징의 일측에 형성될 수 있으며, 접촉부(320)는 결합된 하우징에 고정되고 접촉부(320)를 구비한 하우징이 다른 하우징에 대하여 상대 이동하도록 형성될 수도 있다.

작동부(310)는 액츄에이터(312)를 포함할 수 있는데, 이러한 액츄에이터(312)로는 후술하는 본 발명의 실시예에 따르는 액츄에이터(312) 말고도, ERM(Eccentric Rotating Mass), LRA(Linear Resonance Actuator), Impact Actuator, SVT(Sensible Vibration Technology), Piezo Actuator, EAP(Electro-Active Polymer) 등이 사용될 수 있으며, 이 밖에 정전기력(Electrostatic Force)을 사용하는 액츄에이터나 공기압(Squeeze Air Effect)을 사용하는 액츄에이터가 사용될 수 있다.

제어부(340)는 작동부(310)가 설정된 모드에 따라 일정 주기와 변위로 왕복운동하도록 작동부(310)를 제어한다. 이러한 제어부(340)는 회로기판(341) 상에 일정 패턴으로 형성되거나, 회로기판(341) 상에 장착되는 전기적 소자 형태로 형성될 수 있다.

또한, 포인팅 디바이스(300)는 무선 통신부(350)를 더 포함할 수도 있다. 무선 통신부(350)는 이동 단말기(100)와 포인팅 디바이스(300) 사이 또는 포인팅 디바이스(300)와 포인팅 디바이스(300)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신부(350)는 이동통신 모듈, 무선 인터넷 모듈, 근거리 통신 모듈 및 위치정보 모듈 등을 포함할 수 있다. 특히 근거리 통신 모듈을 포함할 수 있는데, 근거리 통신(short range communication) 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 등이 이용될 수 있다. 포인팅 디바이스(300)는 이러한 근거리 통신 기술을 이용하여 이동 단말기와 전기적 신호를 주고 받을 수 있다.

그리고, 하우징의 내부에 접촉부(320), 작동부(310) 또는 제어부(340)에 전원을 공급하는 전원공급부(360)가 형성될 수 있다. 전원 공급부(360)는 포인팅 디바이스(300)의 무게 중심을 위하여 작동부(310)와 제어부(340) 사이에 배치될 수 있다.

도 9a와 도 9b는 각각 포인팅 디바이스(300)를 구성하는 작동부(310)의 일예를 도시한 사시도와 단면도이다.

도 8, 도 9a 및 도 9b를 참고하면, 접촉부(320)는 구 형상으로 이루어질 수 있다. 접촉부(320)는 표면이 매끈하게 형성될 수 있으며, 일부가 하우징(301)에 삽입되고 다른 일부는 하우징(301)의 외부로 노출될 수 있다. 접촉부(320)를 감싸는 하우징의 내부(302)는 접촉부(320)에 대응하는 형상으로 이루어질 수 있다. 이 때, 접촉부(320)를 감싸는 하우징은 다른 부분과 구획될 수 있는데, 접촉부(320)를 감싸는 하우징은 일 예로 실린더(302)가 될 수 있다.

접촉부(320)는 작동부(310)와 접촉하도록 형성될 수 있다. 작동부(310)는 댐퍼(311)와 액츄에이터(312)를 포함할 수 있다. 하우징(301)에 대하여 상대적인 변위를 갖는 부분은 특히 댐퍼(311)가 될 수 있다.

댐퍼(311)는 접촉부(320)의 외주를 부분적으로 감싸는 형상으로 이루어질 수 있으며, 이 때 접촉부(320)의 외주에 대응하는 형상으로 이루어질 수 있다. 댐퍼(311)의 일면은 접촉부(320)와 접촉하도록 형성되고 타면에 액츄에이터(312)의 피스톤이 결합될 수 있다. 댐퍼(311)의 일면은 접촉부(320)의 외주에 대응하는 오목한 형상으로 이루어질 수 있는데, 이로 인해 접촉부(320)는 댐퍼(311)의 일면에서 구름 접촉할 수 있다.

댐퍼(311)의 일면에 감지부(330)가 형성된다. 감지부(330)는 일 예로, Force Sensor가 될 수 있으며, 댐퍼(311)가 접촉부(320)를 밀때, 접촉부(320)의 반력이 감지부(330)에 의해 감지될 수 있다. 이러한 감지부(330)에 의해 접촉부(320)의 댐퍼(311)에 대한 반력이 측정될 수 있으며 이로 인해 제어부(340)는 접촉부(320)와 댐퍼(311) 또는 접촉부(320)와 작동부(310) 간의 마찰력을 산정할 수 있게 된다.

감지부(330)는 댐퍼의 일면에 형성되는 감지 멤버(331)와 감지 멤버(331)에서 감지된 신호가 제어부(340)에 전달되도록 신호 라인(332)을 포함할 수 있다. 신호 라인(332)은 후술하는 피스톤(313)의 외주에 형성될 수 있으며, 피스톤(313)의 내측에 내장될 수도 있다.

액츄에이터(312)는 일 예로, 피스톤(313), 피스톤(313)의 일측에 형성된 마그넷(317), 전원이 인가되면 마그넷(317)을 밀거나 잡아당기도록 형성되는 솔레노이드 코일(314), 솔레노이드 코일(314)을 지지하도록 형성되는 요크(Yoke, 316) 등을 포함할 수 있다.

이 때, 피스톤(313)과 마그넷(317) 사이에 피스톤(313)의 움직임을 제한하도록 형성되는 지지 플레이트(315)가 형성될 수 있다. 이로 인해, 피스톤(313)이 일정 이상의 범위로 댐퍼(311)를 밀어내어 접촉부(320)와 하우징(301)이 분리되는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 보다 나은 필기감을 제공하도록 지지 플레이트(315)과 솔레노이드 코일(314) 사이에 스프링이 배치될 수도 있다. 또한, 스프링은 지지 플레이트(315)와 실린더(302) 사이에 배치될 수도 있다. 스프링이 배치되면, 스프링의 복원력에 의해 피스톤(313)이 원래의 위치로 복귀할 수 있다.

솔레노이드 코일(314)에 인가되는 전류의 양이나 전압의 크기에 따라 댐퍼(311)와 하우징(301) 간의 상대적인 변위를 조절할 수 있다. 일 예로, 전류의 양을 늘이면 댐퍼(311)가 하우징(301)에 대하여 상대적으로 큰 변위를 가질 수 있으며, 전류의 양을 줄이면 댐퍼(311)가 하우징(301)에 대하여 상대적으로 작은 변위를 가질 수 있다. 이렇게 솔레노이드 코일(314)에 인가되는 전류의 양이나 전압의 크기는 제어부(340)에 의해 제어될 수 있다.

포인팅 디바이스(300)는 모드 전환부(370)를 포함할 수 있다. 모드 전환부(370)는 사용자가 모드를 선택할 수 있도록 형성된다. 모드 전환부(370)는 일 예로, 하우징(301)의 외주에 조작 버튼으로 형성될 수 있다. 여기서 모드는 기 설정된 필기감으로서, 복수의 모드들 중의 어느 하나가 될 수 있다. 모드들은 도 6a 내지 도 6c와 같이, 화이트 보드, 종이, 또는 코팅지와 같은 지면에 필기를 할 때 사용자가 느낄 수 있는 필기감을 포인팅 디바이스(300)에 형성하는 것을 말한다. 사용자가 모드 전환부(370)를 이용하여 어느 하나의 모드를 선택하면, 제어부(340)는 모드에 해당하는 변위와 주기로 작동부(310)를 제어하게 된다. 작동부(310)가 변위와 주기로 동작하게 되면, 사용자는 하우징(301)의 표면으로부터 전달되는 필기감을 감지하게 된다.

이와 달리, 모드 전환부는 이동 단말기에 형성될 수 있으며, 이동 단말기에 모드 전환부가 형성되면 사용자가 이동 단말기의 모드 전환부를 조작하여 필기감을 선택할 수 있게 된다. 사용자가 이동 단말기의 모드 전환부를 조작하면, 모드 신호가 무선 통신부(350)를 통해 포인팅 디바이스(300)에 전송될 수 있다.

포인팅 디바이스(300)의 제어부(340)는 수신된 무선 신호에 따라 작동부(310)를 제어하여, 사용자에게 선택된 모드에 따르는 필기감을 전달할 수 있다.

도 10은 도 8의 포인팅 디바이스(300)의 동작 상태도이다.

사용자가 포인팅 디바이스(300)를 이용하여 터치 스크린 상에서 필기를 하게 되면 접촉부(320)와 터치 스크린 사이의 마찰력에 의해 접촉부(320)가 회전하게 된다.

이 때, 사용자가 기 선택한 모드에 따라 제어부(340)가 제어하는 작동부(310)(보다 상세하게는 댐퍼(311))가 상하 이동하게 된다. 작동부(310)의 이동에 따라 접촉부(320)와 작동부(310) 간의 마찰력이 형성된다. 작동부(310)의 이동 변위가 커지면 보다 큰 마찰력이 형성되고, 이동 변위가 작으면 보다 작은 마찰력이 형성될 수 있다.

제어부(340)는 사용자가 선택한 모드에 따라 기설정된 주기 또는 변위로 작동부(310)의 댐퍼(311)가 하우징(301)에 대하여 상대이동하도록 작동부(310)를 제어한다. 이러한 제어는 전류의 양을 조절하거나 전압의 크기를 조절하거나 또는 전원을 on/off 제어하는 동작들 중 어느 하나가 될 수 있다.

이와 같이, 작동부(310)의 미세 변위에 따라 모드에 따르는 필기감이 사용자에게 전달되게 된다.

그리고, 작동부(310)의 일면에 형성된 감지부(330)는 접촉부(320)와 작동부(310) 간의 마찰력을 산정할 수 있도록 접촉부(320)의 반력을 측정할 수 있으며, 제어부(340)에 의해 산정된 마찰력과 기 설정된 모드에 따르는 마찰력 사이에 오차가 발생하면, 제어부(340)는 오차를 보상하도록 작동부(310)를 제어할 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 예와 관련된 포인팅 디바이스(300)의 제어방법을 도시한 순서도.

사용자는 이동 단말기(200)나 포인팅 디바이스(300)에 형성된 모드 전환부를 통해 필기감을 선택할 수 있다. 이 때, 모드에 따라 이동 단말기의 디스플레이에 표시되는 화면이 전환될 수 있다. 일 예로, 종이 재질을 선택하면 디스플레이에 종이가 출력될 수 있으며, 코팅지를 선택하면 디스플레이에 코팅지가 출력될 수 있다.

사용자가 모드를 선택하지 않는 경우라면 디폴트 모드로서, 모드들 중의 어느 하나가 실행될 수 있다.

모드가 선택되면 제어부(340)가 이를 감지하여 모드에 따르는 기설정된 변위 및/또는 주기로 작동부(310)가 하우징(301)에 대하여 상대이동하도록 작동부(310)를 구동시키게 된다.

작동부(310)의 구동은 앞서 살펴본 바와 같이, 전류의 양을 조절하거나 전압의 크기를 조절하거나 또는 전원을 on/off 제어하는 동작들 중 어느 하나가 될 수 있다.

제어부(340)가 이러한 동작을 통해 작동부(310)를 구동시키더라도 오차가 발생할 수 있다. 즉, 사용자에게 전달되는 필기감이 기설정된 필기감과는 다를 수 있다. 이러한 오차는 외적 변화나 내적 변화에 기인할 수 있다.

감지부(330)는 이러한 오차를 측정할 수 된다. 감지부(330)를 통하여 오차가 감지되면 제어부(340)는 오차를 보상하게 된다. 이러한 보상은 오차에 해당하는 전류의 양을 조절하거나 전압의 크기를 조절하거나 또는 전원을 on/off 제어하는 동작들 중 어느 하나가 될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르는 포인팅 디바이스(300)는 작동부(310)가 하우징(301)에 대하여 상대적인 변위를 갖도록 형성함으로써, 실제로 지면에 필기한 것과 동일 또는 유사한 필기감을 사용자에게 제공할 수 있다.

상기와 같이 설명된 포인팅 디바이스 및 포인팅 디바이스의 제어방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (17)

1. 하우징;
   적어도 일부가 노출되도록, 상기 하우징에 결합되는 접촉부;
   상기 접촉부를 가압하는 작동부; 및
   단말기의 터치스크린과 상기 접촉부가 서로 접촉하였을 때, 상기 작동부가 상기 하우징에 대해 상대적인 변위를 갖도록 상기 작동부를 제어하는 제어부를 포함하는 포인팅 디바이스.
2. 제1항에 있어서,
   상기 작동부는,
   상기 접촉부와 접촉하도록 형성되는 댐퍼; 및
   상기 댐퍼를 왕복 운동시키는 액츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 포인팅 디바이스.
3. 제2항에 있어서,
   상기 댐퍼는 상기 접촉부의 외주를 부분적으로 감싸는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 포인팅 디바이스.
4. 제3항에 있어서,
   상기 접촉부는 상기 하우징에 대하여 회전가능하게 구 형상으로 이루어지고,
   상기 댐퍼는 상기 접촉부가 접촉하면서 구름 운동할 수 있도록 상기 구 형상에 대응하는 오목한 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 포인팅 디바이스.
5. 제2항에 있어서,
   상기 접촉부가 접촉하는 상기 댐퍼의 일면에, 상기 접촉부가 상기 댐퍼를 밀어내는 힘을 측정하도록 형성되는 감지부가 형성되는 것을 특징으로 하는 포인팅 디바이스.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 감지부로부터 수신되는 신호에 근거하여 상기 변위를 조절하도록 상기 작동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 포인팅 디바이스.
7. 제1항에 있어서,
   (상기 포인팅 디바이스는) 사용자가 필기 모드를 선택할 수 있도록 형성되는 모드 전환부; 및
   상기 단말기와 무선 통신을 수행하도록 형성되는 무선 통신부를 더 포함하고,
   상기 모드가 선택되면 상기 디스플레이에 상기 모드에 따르는 입력 화면이 출력되도록 상기 무선 통신부를 통해 상기 단말기에 모드 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 포인팅 디바이스.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제어부는 선택된 모드에 따라 상기 작동부의 변위를 조절하는 것을 특징으로 하는 포인팅 디바이스.
9. 제1항에 있어서,
   (상기 포인팅 디바이스는) 상기 단말기와 무선 통신을 수행하도록 형성되는 무선 통신부를 더 포함하고,
   상기 무선 통신부를 통해 상기 단말기로부터 수신되는 모드 신호에 근거하여 상기 제어부는 상기 작동부의 상대적인 변위를 조절하는 것을 특징으로 하는 포인팅 디바이스.
10. 하우징의 일측에 상대 이동가능하게 형성되는 접촉부;
    상기 접촉부를 가압하는 작동부; 및
    상기 작동부가 기설정된 모드에 따라 일정 주기와 일정 변위로 왕복운동하도록 상기 작동부를 제어하는 제어부를 포함하는 포인팅 디바이스.
11. 제10항에 있어서,
    상기 모드는,
    상기 포인팅 디바이스를 단말기의 디스플레이에 접촉하였을 때, 사용자가 감지할 수 있는 재질감들 중 사용자로부터 선택된 어느 하나에 대응하는 것으로서,
    각 모드별로 서로 다른 주기와 변위를 갖는 것을 특징으로 하는 포인팅 디바이스.
12. 제10항에 있어서,
    상기 접촉부가 접촉하는 상기 작동부의 일면에, 상기 접촉부가 상기 작동부를 밀어내는 힘을 측정하도록 형성되는 감지부가 형성되는 것을 특징으로 하는 포인팅 디바이스.
13. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 감지부로부터 수신되는 신호에 근거하여,
    상기 모드에 따라 상기 접촉부와 상기 작동부 사이에 일정한 마찰력이 형성되도록 상기 변위를 조절하는 것을 특징으로 하는 포인팅 디바이스.
14. 제10항에 있어서,
    (상기 포인팅 디바이스는) 사용자가 상기 모드를 선택할 수 있도록 형성되는 모드 전환부; 및
    상기 단말기와 무선 통신을 수행하도록 형성되는 무선 통신부를 더 포함하고,
    상기 모드가 선택되면 상기 디스플레이에 상기 모드에 따르는 입력 화면이 출력되도록 상기 무선 통신부를 통해 상기 단말기에 모드 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 포인팅 디바이스.
15. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는 선택된 모드에 따라 상기 작동부의 변위와 주기를 조절하는 것을 특징으로 하는 포인팅 디바이스.
16. 제10항에 있어서,
    (상기 포인팅 디바이스는) 상기 단말기와 무선 통신을 수행하도록 형성되는 무선 통신부를 더 포함하고,
    상기 무선 통신부를 통해 상기 단말기로부터 수신되는 모드 신호에 근거하여 상기 제어부는 상기 작동부의 변위와 주기를 조절하는 것을 특징으로 하는 포인팅 디바이스.
17. 모드에 따라 기설정된 주기와 변위로 접촉부를 가압하도록 작동부를 구동시키는 단계; 및
    상기 작동부와 상기 접촉부 간의 마찰력을 감지하여 오차(error)를 산정하고, 상기 오차를 보정(compensation)하도록 상기 주기 또는 변위를 변경시키는 단계를 포함하는 포인팅 디바이스의 제어방법.

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