KR20160022369A

KR20160022369A - 에너지 절약

Info

Publication number: KR20160022369A
Application number: KR1020167001599A
Authority: KR
Inventors: 카를-피터 캠프
Original assignee: 스타빌로 인터내셔널 게엠베하
Priority date: 2013-07-17
Filing date: 2014-07-17
Publication date: 2016-02-29
Also published as: DK3022626T3; CN105474128B; EP3022626A1; ES2748065T3; WO2015007860A1; KR101914842B1; PT3022626T; JP6257760B2; JP2016528614A; US20160154484A1; DE102013214021A1; EP3022626B1; CN105474128A

Abstract

본 발명은, 적어도 하나의 전기 전압원(206), 적어도 하나의 디지털 제어 장치(217, 106), 기입 심(209), 적어도 하나의 데이터 전송 모듈(219, 109) 및 전자 펜(200)의 위치 및/또는 모션의 결정을 위한 적어도 2개의 위치 결정 센서(201, 202, 101, 102)를 포함하는 펜 위치 검출을 가진 전자 펜(200)으로서, 전자 펜(200)이, 디지털 제어 장치(217, 106)와 통신하되, 전기 에너지 소비를 관리, 특히 전기 에너지 소비를 최소화하기 위한 에너지 관리 장치(218, 110)를 구비하거나, 및/또는 전기 에너지 자체를 생성할 수 있도록 하는 수단(103, 104, 105, 204, 205, 212, 213, 214, 215)을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 펜(200)에 관한 것이다.

Description

에너지 절약 {ENERGY SAVINGS}

본 발명은, 특허청구범위의 청구항 제1항의 전문(前文, preamble)에 규정된 바와 같은 형태의 전자 펜, 특허청구범위의 청구항 제14항의 전문에 규정된 바와 같은 장치, 및 특허청구범위의 청구항 제16항의 전문에 규정된 방법에 관한 것이다.

전자 정보 및 통신 시스템, 특히 개인용 컴퓨터(PC), 노트북(laptop), 태블릿, 일상 생활, 레저 및 업무(work)에서의 스마트 폰(smart phone)의 계속 증가하는 사용은, 인간-기계 인터페이스(human-machine interface)의 향상을 개발하는 것을 가치 있게 만든다.

키보드, 마우스 또는 터치 감지 표면(touch-sensitive surface) 등과 같은 인간-기계 인터페이스 외에, 전자 펜이 특히 흥미가 있다. 전자 펜은 그 중에서도 특히 그들이 전자 데이터 처리의 더 많은 가능성을 갖는 표면에 펜으로 기입하는 기능성(functionality) 및 단순성(simplicity)을 결합할 수 있는 장점을 가진다. 그 때문에, 상기 전자 펜은 외관 및 핸들링에 있어서 가능한 한 종래의 펜과 유사한 것이 바람직하다.

WO 02/07424A2에 있어서는, 예를 들어 펜 및 압력 또는 유도 감지 표면(pressure- or induction-sensitive surface)을 갖는 태블릿을 가지며, 펜 또는 펜 팁(pen tip)의 움직임(movement)이 태블릿의 압력이나 유도 감지 표면으로부터 또는 가속도 센서나 광 센서에 의해 캡처되는 필기 인식(handwriting recognition)을 위한 전자 정보 시스템이 기재되어 있다.

센서 데이터(sensor data)는, 그 후 상기 수신된 펜 모션(motion) 데이터에 기초하여 필기 인식을 수행할 수 있는 PC에 무선으로 송신될 수 있다.

그러나, 필기 인식을 위한 알려진 전자 정보 시스템의 단점은, 특히 전자 펜의 가능한 동작 시간에 상당히 영향을 미치는 기입 압력에 대한 압력 센서 데이터와 같은 데이터가 시스템으로 보내질 필요가 있을 때, 다른 것들 중에서 동작 시의 전자 펜이 비교적 커다란 양의 에너지를 필요로 한다는 점이다.

그러므로 본 발명의 목적은, 특히 에너지 효율에 관하여 전자 펜을 향상시키는 것이다.

본 발명에 따르면, 상기 목적은 청구항 제1항에 따른 전자 펜, 청구항 제14항에 따른 장치, 및 청구항 제16항에 따른 방법에 의해 달성된다.

바람직한 실시예 및 추가의 개발은 종속항의 주제(subject)이다.

거기에서, 펜 위치 검출을 가진 전자 펜은, 적어도 전기 전압원, 적어도 하나의 디지털 제어 장치, 기입 심(writing lead), 적어도 하나의 데이터 전송 모듈 및 적어도 2개의 위치 결정 센서, 예를 들어 전자 펜의 위치 및/또는 모션의 결정을 위한 가속도 센서를 구비할 수 있다.

펜 위치 및 펜 움직임을 결정하기에 적합한 위치 결정 센서는, 예를 들어 가속도 센서 및/또는 회전 속도 센서와 같은 1차원 또는 2차원 또는 3차원 센서를 구비할 수 있고, 여기서 예를 들어 전자 펜의 모션은 예를 들어 가속도 신호로부터의 센서 신호의 단순 적분(simple integration)으로부터 결정될 수 있고, 전자 펜의 장소(location) 또는 위치는 예를 들어 가속도 신호로부터의 센서 신호의 이중 적분(double integration)으로부터 결정될 수 있다. 예를 들어, 위치 결정 센서 모두가 가속도 센서인 것이 가능하다.

상기 위치 결정 센서는, 예를 들어 공간 상의 전자 펜의 상대적인 모션 및 상대적인 위치가 유도될 수 있는 데이터를 특별히 제공할 수도 있다.

통합된 센서 신호의 드리프트(drift)가 보상될 수 있는 전자 펜의 정지 조작(stationary operation) 중에 정지 기준 신호를 제공하는, 드리프트 보상(drift compensation)을 위한 추가적인 자기장 센서가 사용될 수 있다는 것도 또한 생각할 수 있다.

또한, 전자 펜은 전기 에너지 소비를 관리하고 특히 전기 에너지 소비를 최소화하기 위한 디지털 제어 장치와 통신하는 에너지 관리 장치를 구비할 수 있거나, 및/또는 전기 에너지 자체를 생성할 수 있도록 하는 수단을 구비할 수 있다.

이것은, 에너지 관리 장치가 없거나 및/또는 전기 에너지의 자체 생성을 위한 수단이 없는 전자 펜에 비해, 전자 펜의 가능한 동작 시간 또는 동작 수명이 상당히 연장될 수 있다는 장점을 가진다.

그러므로, 본 발명에 따른 전자 펜은, 손에 의한 기입 기판(writing substrate)으로 될 수 있거나 및/또는 제스처 움직임에 의해 제어될 수 있는 모든 것을 위한 입력 매체(input medium)로서 기능하도록 하기 위해, 준비 없이 거의 모든 시간에, 그리고 특히 사용 또는 액티브 동작 시간의 충분한 긴 기간으로 사용자에게 기회를 유리하게 제공한다. 전자 펜 모션 데이터는 기입 또는 제스처 인식 등과 같은 전자 처리, 및/또는 디스플레이, 예를 들어 사무실 컴퓨터, 노트북(laptop), 태블릿 컴퓨터 또는 휴대 전화(mobile phone) 등과 같은 외부의 전자 데이터 처리 장치 상의 디스플레이에 디지털 형태로 제공될 수 있다.

물론, 본 발명에 따른 전자 펜은 또한, 예를 들어 용이한 글라이드 기입 페이스트(glide writing paste)로 조작될 수 있는 기입 심으로 기입 또는 묘사하기 위해 통상적으로 사용될 수도 있다.

전자 펜은 다른 에너지 소비를 갖는 적어도 다음의 세 가지 다른 동작 또는 동작 모드를 가질 수 있다. 세 가지 다른 동작 또는 동작 모드는 액티브 모드(active mode), 대기 모드(standby mode), 오프 모드(off mode)이며, 에너지 관리 장치는 상기 동작의 모드를 관리할 수 있고, 특히 동작 모드의 변경(change)을 제어할 수 있다.

그 중에서도 액티브 모드는, 특히 예를 들어 위치 결정 센서의 데이터를 기록하는 측정 모드를 더 구비할 수 있고, 예를 들어 전압 공급을 검사하거나 및/또는 데이터 전송 상태를 검사하거나 및/또는 상기 위치 결정 센서로부터 유도된 데이터를 검사 또는 검증하는 검사 모드(check mode)를 더 구비할 수 있다.

더욱이, 오프 모드로부터 대기 모드 또는 액티브 모드로 사용자가 원하는 변경이 수행될 수 있도록, 예를 들어 전자 구성 요소, 특히 위치 결정 센서, 예를 들어 가속도 센서, 및/또는 데이터 전송 모듈의 상태 및/또는 데이터를 분석하거나 검증하기 위해, 전기 에너지를 전자 펜에 공급하는 것이 이 모드에서 필요할 수 있기 때문에, 오프 모드도 또한 에너지를 소비하는 것이 가능하다.

그 때문에, 디지털 제어 장치 및/또는 에너지 관리 장치에 대한 클록 속도 또는 상기 전자 구성 요소에 대한 상태 조회의 샘플링 속도가, 대기 모드 또는 액티브 모드에서 사용되는 클록 속도 또는 샘플링 속도 아래에 놓일 수 있다(이하로 될 수 있다).

예를 들어 전자 펜의 액티브 모드에서는, 기입 모션을 충분히 해결할 수 있도록 하기 위해 센서 요소, 특히 적어도 40Hz의 위치 결정 센서로부터의 데이터의 샘플링 속도가 요구될 수 있는 반면에, 대기 모드 및/또는 오프 모드에서의 샘플링 속도는 감소될 수 있는바, 예를 들어 대기 모드에서는 40Hz 이하, 바람직하게는 5와 20Hz 사이에 놓일 수 있고, 오프 모드에서는 1Hz 또는 그 이하로 감소될 수 있다.

이러한 샘플링 속도는, 데이터 전송 모듈이 데이터, 예를 들어 펜 위치 데이터, 전압원의 에너지 상태, 기입 심의 충전 레벨(fill level), 기입 압력 등을 예를 들어 외부 데이터 처리 및 데이터 분석 장치 등과 같은 수신 시스템으로 보내는 통신 또는 데이터 전송 속도와 구별되어야 한다. 그 때문에, 상기 전송되는 데이터는 단일 및/또는 그룹으로 보내질 수 있거나, 및/또는 하나 또는 여러 개의 샘플링 주기(sampling cycle)로부터의 데이터는 그것들이 수신 시스템으로 보내지기 전에 하나 또는 여러 개의 패키지로 결합될 수 있다. 예를 들어 액티브 모드에서의 초당 0.2 내지 5 또는 그 이상의 통신 또는 데이터 전송 속도는, 대기 모드에서 초당 0.2 미만의 통신으로 감소될 수 있다.

예를 들어 표준 블루투스 4.0(BLE)의 저에너지 모두스(modus)와 같은 적절한 프로토콜을 이용하는 경우에는, 통신 또는 데이터 전송이 완전히 중지(suspend)되는 것도 가능하다.

오프 모드에서, 예를 들어 데이터 전송 모듈은 완전히 스위치 오프(switch off)되거나, 또는 단지 분/시간/하루에 하나의 통신 미만의 느린 통신 속도 또는 낮거나 더 느린 통신 속도가 사용될 수 있다.

대기 및/또는 오프 모드에서는, 또한 전자 펜의 일부 또는 모든 데이터를 제공하는 전자 구성 요소의 센서 시스템이 부분적으로 스위치 오프되거나 또는 부분적으로 조회(query)되는 것이 가능하다. 그것은, 예를 들어 대기 모드에서 여러 개의 위치 결정 센서 및/또는 다른 센서 중 하나 또는 2개만을 조회하는 것을 의미한다.

따라서, 디지털 제어 장치 및/또는 에너지 관리 장치는, 모든 데이터를 제공하는 구성 요소의 샘플링 속도 및/또는 전자 펜의 데이터 전송 모듈의 통신 또는 데이터 전송 속도가 전자 펜의 동작 모드에 따라 제어될 수 있도록 구성될 수 있다.

물론, 사용자의 액티브 조작 또는 액티버티(activity, 활동성)로 인해, 예를 들어 기입 심 또는 온/오프 스위치의 활성화(activation)를 배포 또는 철회함으로써, 전자 펜이 스위치 온되거나 스위치 오프될 수 있다는 것을 또한 생각할 수 있다. 액티브 온/오프 스위치 절차는 그 중에서도 특히 오프 모드에서의 전자 펜의 에너지 소비가 최소화될 수 있고, 특정 상황에서조차 완전히 스위치 오프될 수 있다는 이점을 가질 수 있다.

그러나, 전자 펜이 사용되지 않을 때는 사용자가 액티브 사용자 조작 또는 액티버티를 갖는 전자 펜을 스위치 오프한다고 가정할 수 없기 때문에, 전자 펜의 위치 및/또는 모션에서의 특정의 인액티버티(inactivity, 비활동성)가 인식되는 경우에 예를 들어 전자 펜의 오프 및/또는 대기 모드로 변경하기 위해, 전자 구성 요소의 데이터에 기초하여 에너지 관리 장치를 통한 본 발명에 따른 에너지 관리에 의해 전자 펜의 사용의 현재 상태를 식별하고, 그리고 사용의 현재 상태의 지식(knowledge)에 기초하여 동작 모드를 변경하는 것이 가능하도록 하는 것이 유리할 수 있다.

그렇게 함으로써, 동작 모드의 변경 또는 동작 모드의 더 높은 에너지 요구를 갖는 모드로의 변경이 동작 모드의 변경/동작 모드의 더 낮은 에너지 요구를 갖는 모드로의 변경보다 더 짧은 대기 시간을 가지고 수행되는 것이 바람직하고 유리할 수 있다. 바꾸어 말하면, 예를 들어 전자 펜의 위치 및/또는 모션 및/또는 주변 광(외광)에서의 인액티버티는 특정 환경 하에서 사용자에 의한 전자 펜의 사용에 단시간 차단을 지시할 수 있기 때문에, 액티브 모드로의 변경은 대기 모드 또는 오프 모드로의 변경보다 더 빠르게 인식 및 수행될 수 있다.

본 발명에 따른 전자 펜의 배터리 충전 당 동작 수명 또는 사용 시간은 적어도 2, 3, 5, 또는 6개월일 수 있는데, 여기서 본 발명에 따른 전자 펜의 에너지 소비는 예를 들어 액티브 모드에서는 3mWh보다 적고, 대기 모드에서는 0.2mWh보다 적으며, 오프 모드에서는 0.023mWh보다 적을 수 있다.

전자 펜의 구성 요소의 전기적 동작 전압은, 예를 들어 1과 10V 사이, 바람직하게는 2와 4V 사이에 놓일 수 있다.

언급된 동작 수명은, 전압원으로서의 배터리, 예를 들어 210mAh를 갖는 3V 전압 리튬 버튼 배터리, 1.4V 및 650mAh를 각각 갖는 2개의 아연-공기 버튼 배터리(Type 975)에 의해 달성될 수 있다. 전압원은 후술하는 바와 같이 전기 에너지의 생성을 위한 수단에 의해 지지될 수 있다. 그 때문에, 일년(8,760시간)에 전자 펜은 액티브 모드에서 20 내지 700시간, 대기 모드에서 16 내지 560시간, 오프 모드에서 8,060 내지 8,740시간을 보내는 것으로 가정할 수 있다.

전자 펜은 적어도 하나의 DC-DC 컨버터를 가질 수 있다.

이것은, 전기 에너지 또는 전기 에너지의 생성을 위한 수단(아래 참조)에 의해 제공되는 전기 전압이, 필요한 경우, 원하는 전기 전압 레벨로 변환될 수 있다는 이점을 가진다. 이는, 일부 상황 하에 상기 수단이 전자 펜의 동작을 위해 또는 전자 펜의 전자 구성 요소의 동작을 위해 원하는 전압에 대응하는 전기 전압을 갖는 전기 에너지를 항상 선험적으로 제공할 수 없을 수도 있기 때문이다.

적어도 하나의 전기 전압원 외에, 전자 펜은 자기 생성된(self-generated) 전기 에너지를 위한 추가적인 에너지 저장 장치(energy storage)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 그 에너지 저장 장치는 재충전 가능한 배터리일 수 있다.

물론, 적어도 하나의 전기 전압원은 전자 펜의 자기 생성된 전기 에너지로 충전될 수 있고, 예를 들어 그 자체로 재충전 가능한 배터리일 수 있다는 점도 생각할 수 있다.

전자 펜은 전자 펜의 환경에서 광 강도를 측정할 수 있도록 구성된 하나 이상의 포토 셀(photo cell, 광 전지)을 구비할 수 있고, 주어진 충분한 광 강도는 (예를 들어 50룩스(lux)보다 큰 주변 또는 환경 광강도에서) 전자 펜에 제공될 수 있는 전기 에너지를 생성할 수 있다. 따라서, 포토 셀은 전기 에너지 생성을 위한 예시적인 수단으로서 구현될 수 있다.

바람직하게는, 적어도 하나의 포토 셀은 전자 펜의 환경에서 광 강도를 측정할 수 있도록 구성될 수 있고, 에너지 관리 장치는 적어도 하나 이상의 포토 셀에서 측정된 광 강도가 소정의 아래로 떨어지는 최소 지속 기간(즉 광강도가 소정의 광강도 임계값 아래로 떨어지는 최소 지속 기간)(예를 들어, > 5초 또는 > 10초) 동안 소정의 광강도 임계값 아래로 떨어질 때(예를 들어 < 1룩스) 및/또는 소정의 초과 최소 지속 기간(즉 즉 광강도가 소정의 광강도 임계값을 초과하는 최소 지속 기간)(예를 들어, > 1초 또는 > 5초) 동안 적어도 하나 이상의 포토 셀에 의해 측정된 소정의 광강도 임계값을 초과할 때(예를 들어, > 1룩스) 에너지 관리 장치가 전자 펜의 동작 모드 중 적어도 하나의 변경을 수행할 수 있도록 구성될 수 있으며, 예를 들어 측정된 광강도값이 상기 소정의 아래로 떨어지는 최소 지속 기간 동안 포토 셀에 의해 측정된 소정의 광강도 임계값 아래로 떨어지는 경우에는, 대기 모드로의 중간 변경(intermediate change)이 있거나 또는 없이 액티브 모드로부터 오프 모드로의 변경이 수행될 수 있거나, 및/또는 예를 들어 소정의 광강도 임계값이 소정의 초과 최소 지속 기간 동안 초과될 때에는, 오프 모드로부터 액티브 또는 대기 모드로의 변경이 수행될 수 있다.

이것은, 그 중에서도 특히 전자 펜의 환경에서 우세한 광 조건 또는 광강도가 전자 펜이 사용되지 않음을 지시할 때 전자 펜의 에너지 소비가 감소될 수 있다는 이점을 가진다.

예를 들어, 이러한 상황은 전자 펜이 가방(bag), 폴더 또는 의복의 한 부분(piece) 내에 놓일 때, 또는 포토 셀/포토 셀들이 폐쇄 캡(closing cap)에 의해 피복될 때, 또는 전자 펜 또는 포토 셀이 문서(서류)에 의해 피복될 때, 또는 예를 들어 인공 실내 조명을 스위치 오프한 후 또는 충분한 자연광이 부족한 경우에 전자 펜이 배치되는 실내(room)에서 단순히 너무 어두울 때, 발생할 수 있다. 더욱이, 액티브 모드는 전기 소비자가 스위치 온되지 않도록 구성될 수 있다.

물론, 반대로, 펜의 에너지 관리 장치는, 적어도 하나의 포토 셀이 예를 들어 주변 광 조건에서 대응하는 변경을 검출할 때, 오프 모드로부터 대기 모드 및/또는 액티브 모드로의 변경을 수행할 수도 있는데, 여기서 주변 광 조건은 예를 들어 전자 펜이 사용될/사용되게 할 수 있음을 나타내는 폐쇄 캡의 제거, 폴더의 개구 등 후에, 예를 들어 소정의 초과 최소 지속 기간에 대한 소정의 광 강도 임계값의 초과가 발생할 때(예를 들어, > 1초(s) 또는 > 5초)를 의미한다.

전자 펜의 에너지 관리 장치는, 소정의 아래로 떨어지는 최소 지속 기간(예를 들어, > 5초, > 10초 또는 > 20초) 동안 및/또는 소정의 초과 최소 지속 기간(예를 들어, > 0.1초 또는 > 1초) 동안 위치 결정 센서 및/또는 다른 센서의 소정의 측정 액티버티 임계값을 초과하는 동안 위치 결정 센서 및/또는 다른 센서의 소정의 측정 액티버티 임계값 이하로 떨어짐으로써 에너지 관리 장치가 전자 펜의 동작 모드 중 적어도 하나의 변경을 수행할 수 있도록 더 구성될 수 있다.

예를 들어, 소정의 측정 액티버티 임계값은 기입 심의 실제 가압력의 소정의 값으로 될 수 있는바, 즉 소정의 기입 가압력값으로 될 수 있다.

예를 들어 축방향 압력의 부재 하에, 기입 심의 소정의 축방향 가압력값 아래로 떨어지는 상기 소정의 아래로 떨어지는 최소 지속 기간 동안, 에너지 관리 장치는 전자 펜의 동작 모드 중 적어도 하나의 변경을 수행할 수 있다.

마찬가지로, 예를 들어 기입 심의 소정의 축방향 가압력값을 초과함으로 인해, 예를 들어 포지티브 축방향 압력, 또는 포지티브 기입 압력의 발생으로 인해, 상기 소정의 초과 최소 지속 기간 동안, 에너지 관리 장치는 전자 펜의 동작 모드 중 적어도 하나의 변경을 수행할 수 있다.

이 선택적인 특징은 또한 전자 펜의 에너지 소비를 유리하게 줄일 수도 있다. 예를 들어, 전자 펜이 치워져 있는 경우, 즉 긴 시간 동안 사용자의 손에서 벗어나 있는 경우, 이것은 상기 소정의 아래로 떨어지는 최소 지속 기간 동안 위치 결정 센서의 소정의 측정 액티버티 임계값의 아래로 떨어지는 것에 의해 인식될 수 있고, 전자 펜의 에너지 관리 장치는 대기 모드 및/또는 오프 모드로의 동작 모드 변경을 수행할 수 있다.

물론, 반대로, 번갈아 전자 펜의 에너지 관리 장치는 또한, 예를 들어 사용자가 자신의 손으로 전자 펜을 집고 상기 전자 펜을 사용할 수 있거나 또는 사용되도록 할 수 있다는 것을 유추할 수 있을 때, 예를 들어 소정의 초과 최소 지속 기간 동안 위치 결정 센서 및/또는 다른 센서의 소정의 측정 액티버티 임계값의 초과로부터, 오프모드로부터 대기 모드 및/또는 액티브 모드로의 변경을 수행할 수 있다.

전자 펜은 기입 심에 결합될 수 있는 힘 센서(force sensor)를 더 구비할 수 있다.

이것은, 그 중에서도 특히 예를 들어 축방향 가압력 또는 기입 가압력이 측정될 수 있고, 에너지 관리 장치는 예를 들어 > 5초, > 10초 또는 > 20초의 소정의 아래로 떨어지는 최소 지속 기간 동안 소정의 가압력 임계값 아래로 떨어질 때(예를 들어, < 0.05N), 및/또는 소정의 초과 최소 지속 기간(예를 들어, > 0.1초 또는 > 1초) 동안 소정의 가압력 임계값을 초과하는 경우(예를 들어, > 0.05N)에, 힘 센서에 의해 측정된 힘에 의존해서, 에너지 관리 장치가 전자 펜의 동작 모드 중 적어도 하나의 변경을 수행할 수 있도록 구성될 수 있다는 이점을 가진다.

상기의 예에서 전술한 바와 같이, 그렇게 함으로써, 전자 펜의 에너지 소비가 유리하게 감소되어 잘 관리될 수 있다. 예를 들어, 소정의 초과 최소 지속 기간 동안의 소정의 가압력 임계값의 초과가 기입 심의 기입 기판, 예를 들어 용지와의 접촉에 의해 또는 기입 중에 발생하는 기입 가압력으로 인해 야기되고, 에너지 관리 장치는 활성화될 수 있거나 또는 전자 펜의 액티브 모드로 변경될 수 있다.

반대로, 예를 들어 충분히 큰 기입 가압력의 부재 또는 소정의 아래로 떨어지는 최소 지속 기간 동안 힘 센서에 의해 측정되는 가압력이 소정의 가압력 임계값 아래로 떨어지는 것에 의해, 에너지 관리 장치는 액티브 모드로부터 대기 모드 또는 오프 모드로의 동작 모드 변경을 수행할 수 있다.

포토 셀에 의해 전기 에너지를 생성하고, 상기 전기 에너지를 전자 펜에 공급하는 전술한 가능성(possibility) 외에도, 전자 펜이 환경에서 벗어나서 및/또는 전자 펜의 사용을 벗어나서 전기 에너지 생성을 위한 추가의 구성 요소를 구비할 수 있다는 것을 더 생각할 수 있다. 이 개념은 또한, 소위 에너지 수확(energy harvesting)이라고 지칭될 수 있다. 거기에서, 주로 에너지 생성을 위한 기계 또는 운동 사이 및 광전 또는 열전 방법 사이의 구별이 행해질 수 있다. 여기서, 전기 에너지의 생성을 위한 기계 또는 운동 방법은 주로 액티브 모드에서 이용가능할 수 있지만, 에너지의 생성을 위한 광전 및/또는 열전 방법도 또한 대기 및/또는 오프 모드에서 이용가능할 수 있다는 점도 또한 언급되어야 한다.

예를 들어, 전자 펜은 주변 광을 벗어나서 전기 에너지를 생성하여 이것을 전자 펜에 제공할 수 있는 하나 또는 복수의 태양 전지(solar cell)를 구비할 수 있다.

표준 태양광 전지(photovoltaic cell) 외에, 태양광 에너지 생성의 효율을 증가시키기 위해, 입사 광을 광학 요소로 먼저 캡처하고 캡처된 광을 태양광 전지에 집중시키는 소위 태양광 집중 장치(photovoltaic concentrator)가 이용될 수 있다.

상기 광전 방법에 의해, 0.13mWh까지의 전기 에너지 이득이 얻어질 수 있고, 전자 펜에 이용가능하게 될 수 있다.

열전 발전기(thermoelectric generator)는 제벡 효과(Seebeck-effect)에 따른 온도 구배의 존재로부터 전기 에너지를 생성할 수 있다.

예를 들어, 열전 발전기는 전자 펜을 사용하는 사용자의 손의 온도와 주변 온도(대기 온도) 사이의 온도차를 이용할 수 있다. 그 때문에, 예를 들어 전자 펜의 사용자가 기입하는 동안 전자 펜을 보유하는 전자 펜의 위치 또는 부분에서 열전 발전기의 일부는 사용자의 손의 열 에너지를 수신하여 전자 펜의 표면의 다른 노출된 위치에서의 환경으로 거꾸로 열 에너지를 방출할 것이다. 이 경우, 예를 들어, 주변 온도는 사용자의 손의 온도 아래에 놓여 있다(온도 이하로 되어 있다).

그러나, 전기 에너지의 생성은 또한 역방향 경우도 가능하다. 그것은, 주변 온도가 사용자의 손의 온도보다 높은 경우를 의미한다. 그 때문에, 전자 펜의 환경과 접촉하고 있는 열전 발전기의 부분은 그 환경으로부터 열 에너지를 수용하고 사용자의 손과 접촉하고 있는 열전 발전기의 일부에 의해 사용자의 손에 열 에너지를 발산할 수 있다.

열전 발전기의 추가의 가능한 실시예는, 전자 펜의 하우징의 내부에서 격리된 열 저장 장치(heat storage)의 사용을 포함할 수 있다. 격리된 열 저장 장치와 비교해서, 전자 펜의 표면이 주변 온도 및/또는 사용자의 손의 온도에서의 온도 변화를 더 빠르게 따를 수 있기 때문에, 전자 펜의 표면과 상기 열 저장 장치 사이의 방향의 교대(alternating direction)에 의한 전기 에너지를 생성할 수 있는 열 흐름(heat flow)이 생성될 수 있다.

본 발명에 따른 전자 펜은, 열전 방법에 의해, 0.05mWh 이상까지의 전기 에너지를 유리하게 생성할 수 있다.

더욱이, 전자 펜은 전기 에너지를 생성할 수 있고, 이것을 전자 펜에 이용가능하게 할 수 있는 압전 발전기(piezoelectric generator)를 구비할 수 있다.

기입 중에, 기입 심은 예를 들어 0.3N 내지 3N으로 기입 기판에 대고 밀 수 있고, 예를 들어 200μm 내지 1000μm 사이의 기입 심 변위가 발생할 수 있다. 즉, 언제나 60μJ 내지 3000μJ의 에너지가 기계적으로 생성될 수 있다. 예를 들어, 초당 기입 심의 3 내지 5스트로크 또는 변위의 경우에, 이것은 0.2mW 내지 15mW의 기계적 동력(mechanical power)에 대응할 수 있다.

변환 손실의 효율을 고려하면, 기입 심에 겹합된 전자 펜의 압전 발전기는, 예를 들어 기계적 동력의 적어도 20% 내지 50%를 전력으로 변환할 수 있다.

압전 발전기는, 예를 들어 기입 심에 결합된 힘 센서에 통합될 수 있다는 것을 생각할 수 있다.

게다가, 전자 펜의 사용 중의 병진 및/또는 회전 움직임에 의해 생성된 운동 에너지는 스프링 및/또는 기어 요소 및/또는 래칫 설계(ratchet design)와 함께 인장 장치(tensioning device)에 축적될 수 있고, 압전 발전기를 통해 전기 에너지로 변환될 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 전자 펜에 대해서는, 압전 방법을 통해 기계 또는 운동 에너지로부터의 전기 에너지 생성은 예를 들어 1mWh 이상까지의 양으로 될 수 있다.

전술한 바와 같이, 디지털 제어 장치 및/또는 에너지 관리 장치는, 그것들이 전자 펜의 데이터를 제공하는 구성 요소의 샘플링 속도, 예를 들어 위치 결정 센서 및/또는 포토 셀 및/또는 힘 센서 및/또는 자기장 센서의 샘플링 속도, 및/또는 데이터 전송 모듈의 통신 속도를 제어할 수 있도록 구성될 수 있고, 전자 펜의 동작 모드에 따라 제어될 수 있다. 그 때문에, 샘플링 속도에 대한 예시적인 값의 범위는 40Hz보다 크거나 같고(액티브 모드), 40㎐ 이하, 바람직하게는 5Hz 내지 50Hz(대기 모드)뿐만 아니라 1Hz보다 작거나 같게(오프 모드) 될 수 있다.

데이터 전송 모듈의 통신 속도나 데이터 전송 속도의 예시적인 값의 범위는, 예를 들어 초당 0.2 내지 5 또는 그 이상의 통신(액티브 모드), 초당 0.2 이하의 통신(대기 모드), 예를 들어 분당/시간당/하루에 1보다 긴 통신(오프 모드)으로 될 수 있고, 데이터 전송 모듈이 0에서 스위치 오프되는 경우에는 전혀 통신이 전송되지 않았음을 의미한다.

이에 따라, 샘플링 속도는 또한 개별적으로 각 센서에 대해 또는 전자 펜의 데이터를 제공하는 각 구성 요소에 대해 에너지 관리 장치 및/또는 디지털 제어 장치에 의해 조정 및 제어될 수 있다. 더욱이, 센서의 서브셋(subset)만이 조회될 수 있다.

이러한 에너지 관리 옵션은, 특히 에너지 관리 장치가 없는 전자 펜에 비해 전자 펜의 에너지 소비를 측정가능하게 저감할 수 있다.

전자 펜의 데이터 전송 모듈의 효율 및 에너지 효율의 유리한 증가를 위해, 전자 펜의 회로 캐리어로부터의 전기 전도체 경로는 이것이 데이터 전송 모듈을 위한 안테나로서 역할을 할 수 있도록 구성될 수 있다.

에너지 효율을 개선하는 또 다른 방법은, 위치 결정 센서가 보통 예를 들어 회전 속도 센서보다 적은 에너지를 소비하기 때문에, 위치 결정 센서로서 가속도 센서만을 이용하여 실현될 수 있다.

따라서, 펜 위치의 전자 검출을 위한 장치는, 상술한 특징의 임의의 조합을 갖는 전자 펜, 뿐만 아니라 전자 펜의 데이터 전송 모듈로부터 전송된 데이터를 수신하는 적어도 하나의 데이터 수신 모듈, 뿐만 아니라 수신된 데이터를 분석하고 처리하기 위한 외부 데이터 처리 장치, 데이터 표시 장치, 및 데이터 저장 장치를 구비할 수 있다.

바람직하게는, 데이터 처리 장치는 전자 펜의 에너지 관리 장치를 구성하는 데 사용될 수 있는 에너지 관리 구성 장치를 구비할 수 있다.

예를 들어, 사용자가, 예를 들어 센서 시스템의 샘플링 속도, 디지털 제어 장치의 클록 속도, 센서 신호 임계값 등이 다른 동작 모드에 대해 정의될 수 있는 다른 사용자 프로파일 또는 에너지 관리 프로파일을 설정하는 것을 생각할 수 있다.

게다가, 데이터 전송 모듈을 통해 전송된 전자 펜의 펜 위치 데이터 및/또는 펜 상태 데이터에 대한 컴퓨터 집약적(computational-intensive) 및/또는 저장 집약적 처리 단계(storage-intensive processing step)는 외부 데이터 처리 장치 또는 데이터 분석 장치에 아웃소싱(outsourcing)될 수 있다. 이것은 또한 전자 펜의 에너지 소비 절약으로 이어질 수 있거나 또는 전자 펜의 에너지 소비 절약에 기여할 수 있다.

펜 위치의 전자 검출을 위한 본 발명에 따른 장치는, 기입 기판을 추가로 구비할 수 있는데, 기입 기판은 터치 감지 센서 표면 또는 통상의 기입 기판, 특히 예를 들어 용지일 수 있다

기입 용지(writing paper)와 같은 통상의 기입 기판을 사용하는 경우, 데이터 전송 속도는 기입 기판으로서 터치 감지 센서 표면을 사용하는 경우에 비해 유리하게 낮아지거나 감소될 수 있다.

전자 펜이 예를 들어 디스플레이의 터치 감지 센서 표면 대신에 통상의 기입 기판 상에 사용되는 경우, 펜으로부터 수신 시스템으로 전송된 데이터의 데이터 전송 속도는 직접 디스플레이에 기입할 때의 경우에 비해 상당히 낮게 할 수 있다.

상기 디스플레이 상에는, 기입이 디스플레이 상에 표시되기 때문에, 사용자가 거의 실시간으로 입력으로의 피드백을 보도록 하기 위해 데이터는 50ms 이하의 지연을 가지고 표시되지 않으면 안된다. 이것은 적어도 20Hz의 데이터 전송 속도를 필요로 한다.

한편, 전자 펜이 예를 들어 통상의 기입 심을 이용하여 통상의 기입 기판 상에 기입하는 경우에는, 기입하는 사용자의 관심 및 초점이 기입 기판을 향하고 있기 때문에 거의 실시간으로 디스플레이 상에 표시하는 것이 필요치 않게 된다.

따라서, 통상의 기입 기판을 사용하는 경우에는, 본 발명에 따른 전자 펜은 상당한 에너지 절약으로 이어질 수 있는 데이터 전송 속도 또는 1Hz 이하의 데이터 전송 주파수로 동작될 수 있다.

따라서, 전자 펜은 기입 기판의 존재를 검출하거나 기입 기판의 타입을 식별하는 것을 허용하는 수단을 구비할 수 있다. 기입 기판의 식별은, 예를 들어 언급한 힘 센서에 의해 얻어질 수 있는데, 예를 들어 소정의 초과 최소 방향에 대해 소정의 가압력 임계값(예를 들어 > 0.05N)을 초과한 경우에(예를 들어 > 0.1초 또는 > 1초), 기입 기판은 기입 용지인 것으로서 식별될 수 있다.

예를 들어 터치 감지 센서 표면, 기입 용지 등과 같은 다른 종류의 기입 기판의 검출 및 식별에 기초하여, 난솔리드(non-solid, 비고체) 기입 기판, 예를 들어 공기도 인식될 수 있고, 예를 들어 가압력 임계값 아래로의 하강으로 인해, 또는 기입 가압력이 존재하지 않는 경우에, 데이터 전송 모듈은 기입 또는 액티브 모드에서 서로 다른 데이터 전송 속도로 동작될 수 있다.

본 발명에 따른 펜 위치의 전자 검출을 위한 방법에 있어서는, 본 발명에 따른 전자 펜의 에너지 소비는 에너지 관리 장치에 의해 관리될 수 있고, 거기서 전자 펜은 그 조작 자체에 필요한 에너지의 적어도 일부를 생성할 수 있으며, 전자 펜은 그 데이터 전송 모듈을 통해 데이터, 특히 펜 위치 데이터를 외부 데이터 처리 장치 또는 데이터 분석 장치에 송신할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전자 펜의 예시적인 기본 요소.
도 2는 본 발명에 따른 예시적인 전자 펜.
도 3은 본 발명에 따른 또 다른 예시적인 전자 펜.
도 4는 본 발명에 따른 전자 펜의 예시적인 상태도.

도 1에는, 본 발명에 따른 전자 펜의 기본적인 구성 요소(component)의 일부가 개략적으로 도시되어 있다. 이러한 기본적인 구성 요소는 임의의 조합으로 상술한 모든 특징을 가질 수 있다.

예를 들어, 이 경우, 전자 펜은, 전자 펜의 위치 및/또는 움직임(movement)을 결정할 수 있도록 하기 위해, 적어도 2개의 센서(101, 102)를 가질 수 있다.

게다가, 전자 펜은 전자 펜의 기입 심(writing lead)에 결합될 수 있으면서, 예를 들어 기입 기판(writing substrate) 상에 기입 심을 배치할 때 및/또는 기입 기판 상에서 기입 심을 이동시킬 때 발생할 수 있는 기입 심에 작용하는 가압력(pressure force)과 같거나 또는 비례하는 힘을 측정할 수 있는 힘 센서(force sensor; 103)를 가질 수 있다.

그에 따라, 위치 결정 센서(101, 102) 및 힘 센서(103)는 디지털 제어 장치(106) 및 에너지 관리 장치(110) 모두와 통신(121, 113, 123)을 할 수 있다.

상술한 바와 같이, 압전 발전기는 기입 심의 이동으로부터 소위 기계 또는 운동 에너지 수확에 의해 전기 에너지를 획득하도록 힘 센서(103)에 통합될 수 있다.

게다가, 기계 또는 운동 에너지 수확을 위한 수단(112)은, 힘 센서(103) 외에, 예를 들어 스프링 및/또는 기어 휠 요소 및/또는 래칫 설계의 인장 장치에서 전자 펜의 사용 중에 발생할 수 있고, 압전 발전기를 통해 전기 에너지로 변환될 수 있는 병진 및/또는 회전 운동 에너지를 축적할 수 있는 추가의 수단(104)이 사용될 수 있다.

더욱이, 상술한 바와 같이 열전 또는 광전 방법에 기초할 수 있는 전기 에너지 생성을 위한 수단(105)도 또한 사용될 수 있다.

전자 펜의 동작을 위해 수확된 에너지를 보다 효율적으로 사용할 수 있도록 하기 위해, 힘 센서로부터 및/또는 수단(104, 105)으로부터 발생된 전기 에너지는 DC-DC 컨버터(107, 108)에 의해 원하는 적합한 전압으로 변환될 수 있다.

생성된 전기 에너지는 전기 접속(electrical connection; 117, 116)을 통해 에너지 관리 장치(110)에 전달될 수 있고, 상기 에너지 관리 장치(110)는 전기 에너지를 위한 에너지 저장 장치(energy storage; 111)에 접속될 수 있으며(120), 필요한 경우에 전기 에너지를 전기 구성 요소에, 특히 전기 접속(115, 113, 114)을 통해 데이터 전송 모듈(109) 및/또는 위치 결정 센서(101, 102) 및/또는 힘 센서(103) 및/또는 디지털 제어 장치(106)에 제공할 수 있다.

에너지 관리 장치(110)는 디지털 제어 장치(106)와 통신(121)을 할 수 있고, 따라서 다른 전자 구성 요소 모두가 접속(118, 119, 121, 122, 123)을 통해 디지털 제어 장치(106)에 접속될 수 있기 때문에, 다른 전자 구성 요소 모두와 간접적으로 통신할 수 있다.

DC-DC 컨버터(107, 108)는 전기 에너지의 전송을 위해 전기 라인(electrical line; 108∼124, 125)을 통해 에너지 관리 장치(110)와 통신할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 가능한 전자 펜(200)의 예를 나타낸다.

위에서 설명된 특징 모두가 기재된 설명의 장점을 달성하기 위해 임의의 조합으로 결합될 수 있다는 점에 주목해야 한다. 그러나 명확성의 이유로, 위에서 설명된 특징 중 일부 또는 예시적인 조합만이 도 2에 도시되어 있다.

전자 펜(200)은 하우징(housing; 210)을 가질 수 있다. 바람직하게는, 하우징(210)은 통상의 펜의 형상을 가질 수 있다. 즉, 이것은 예를 들어 주로 원통 형상을 가질 수 있다. 더 생각해 볼 수 있는 것은, 입방 또는 다면체 하우징 형태, 또는 볼록이나 오목한 다각형 단면을 가진 원통 형상이다.

전자 펜(200)은 예를 들어 90mm와 200mm 사이의 길이, 및 5mm 내지 20mm 사이의 평균 직경을 가질 수 있다.

전자 펜(200)은, 회로 캐리어 슬리브(circuit carrier sleeve; 208)의 제2 부분(223)에 의해 유지 및 포위될 수 있는 기입 심(writing lead; 209)을 포함할 수 있다. 기입 심(209)은 힘 센서(203)에 결합될 수 있다. 힘 센서(force sensor; 203)는, 상술한 바와 같이 그 중에서도 특히 예를 들어 기입 가압력을 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 기입 심(209)의 움직임으로부터 전기 에너지를 생성하여 이것을 전자 펜의 동작을 위해 제공하는 압전 발전기 요소(204)를 구비할 수 있다.

회로 캐리어 슬리브(208)의 제1 부분(207)은, 예를 들어 전기 에너지를 생성시키기 위한 수단, 예를 들어 압전 발전기(205)를 포함할 수 있는데, 압전 발전기(205)는 예를 들어 스프링 및/또는 기어 휠 요소로 이루어진 인장 장치(도시하지 않음)에서 및/또는 래칫 설계를 통해 전자 펜의 병진 및/또는 회전 움직임의 운동 에너지를 기계적으로 축적할 수 있고, 축적된 기계 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있다.

더욱이, 회로 지지 슬리브(circuit support sleeve; 208)의 부분(207)은, 전압원(206), 예를 들어 필요한 경우에 또한 재충전될 수 있는 배터리를 수용할 수 있다.

또한, 전자 펜(200)의 모든 전자 구성 요소의 데이터를 외부 데이터 처리 장치(도시하지 않음)에 무선으로 보낼 수 있는 데이터 전송 모듈(219)은, 회로 캐리어 슬리브(208)의 이 부분(207)에서 장소를 찾을 수 있다.

상술한 바와 같이 예를 들어 디지털 제어 장치(217)와 공동으로 전기 에너지 소비, 특히 전자 펜(200)의 전기 에너지 생성을 위한 수단을 제어 및 관리할 수 있는 에너지 관리 장치(218)는, 위치한 전자 펜(200)의 이 영역뿐만 아니라, 에너지 관리 장치(218) 및 전자 펜(200)의 모든 다른 전자 구성 요소와 통신할 수 있는 디지털 제어 장치(217)에 위치될 수도 있다.

제1 위치 결정 센서(201)는 또한 회로 캐리어 슬리브(208)의 부분(207)에 배치될 수 있다. 제2 위치 결정 센서(202)는, 예를 들어 회로 캐리어 슬리브(208)의 제2 부분(223)에 있어서 기입 심 팁(211)에 더 가깝게 위치될 수 있다. 위치 결정 센서(201, 202)가 또한 회로 캐리어 슬리브(208)의 다른 부분 및/또는 하우징(210)에 위치될 수 있기 때문에, 위치 결정 센서(201, 202)의 이러한 구성은 단지 예시일 뿐이다.

회로 캐리어 슬리브의 부분(207)은 전자 펜(200)의 하우징부(220)에 의해 포위될 수 있다.

기입 심(211)의 팁 맞은편에 놓여 있는 하우징(210)의 단부는, 예를 들어 전기 에너지를 생성하는 추가의 수단, 예를 들어 간단한 태양광 전지 또는 태양광 집중 장치로서 설계될 수 있는 태양 전지(solar cell; 214)를 포함할 수 있다.

전술한 바와 같이, 전기 에너지를 생성하기 위한 또 다른 가능한 수단은, 열전 방법(thermoelectric method)에 기초할 수 있다. 그 목적을 위해, 열전 발전기(thermoelectric generator)의 제1 부분(212)은, 예를 들어 펜을 유지하고 펜으로 기입하도록 전자 펜을 사용하는 사용자의 손의 손가락에 의해 사용될 수 있는 하우징부(221)에 통합될 수 있다.

열전 발전기의 제2 부분(213)은, 환경, 특히 외기와의 접촉이 확립될 수 있는 하우징부(220)에 배치될 수 있다.

열전 발전기의 두 부분(212, 213) 사이의 온도 구배의 존재로, 전기 에너지가 상술한 바와 같이 제벡 효과에 의해 발생되어 전자 펜에 제공될 수 있다.

하우징부(222) 내에는, 예를 들어 하우징부(222)의 개구(216)를 통해 입사 주변 광의 강도(intensity)를 측정할 수 있고, 측정된 데이터를 에너지 관리 장치(218) 및/또는 디지털 제어 장치(217)로 전송할 수 있는 포토 셀(photo cell; 215)이 배치될 수 있다. 상술한 바와 같이, 예를 들어 측정된 주변 광 강도에 따라, 에너지 관리 장치(218)는 동작 모드의 변경을 유도할 수 있는바, 예를 들어 주어진 아래로 떨어지는 최소 지속 기간 동안 소정의 광강도 임계값 아래로 떨어지는 경우에, 전자 펜의 액티브 모드로부터 대기 모드 또는 오프 모드(off mode)로의 변경을 유도할 수 있다.

전자 펜(200)은 또한, 예를 들어 개구(216)를 피복할 수 있는 폐쇄 캡(closing cap, 도시하지 않음)을 구비할 수도 있는데, 폐쇄 캡은 사용자가 예를 들어 폐쇄 캡을 위치시키거나 제거함으로써 주변 광의 포토 셀 상으로의 침입을 허용하거나 방지할 수 있고, 그에 따라 예를 들어 동작 모드의 오프모드로의 변경을 일으키는 폐쇄 캡을 위치시킬 때 및 동작 모드의 대기 모드 또는 액티브 모드로의 변경을 일으키는 캡을 벗길 때 간접적으로 동작 모드의 오프모드로의 변경을 일으킬 수 있다.

포토 셀(215)의 구성은 단지 예시일 뿐이다. 이것은 또한, 다른 하우징부에 위치될 수도 있고, 예를 들어 하우징(210)의 외부 표면뿐만 아니라 하우징(210) 내에 배치될 수도 있는바, 즉 예를 들어 하우징(210)의 외부 표면에 배치되는 경우에는, 예를 들어 입사 주변 광을 수신하기 위한 하우징 개구가 필요하지 않게 된다.

다양한 하우징 위치에 배치된 복수의 포토 셀의 이용도 생각할 수 있다. 예를 들어 포토 셀은, 특히 예를 들어 기입할 때 사용자의 손가락에 의한 포토 셀의 원하지 않는 피복의 가능성이 적은 하우징부(222)의 영역에 위치될 수 있다.

더욱이, 포토 셀(215) 자체(또는 복수의 포토 셀)가 전기 에너지를 생성하는 추가의 수단으로서 구현될 수 있으며, 광전 효과를 통해 주변 광으로부터 전기 에너지를 생성하여 그 전기 에너지를 전자 펜에 제공할 수 있다.

포토 셀 대신, 예를 들어 폐쇄 캡을 플러그로 연결(plugging, 폐색)하는 것을 등록하고 예를 들어 오프 모드로의 변경을 트리거하도록 하기 위해, 접점 스위치(contact switch)가 하우징부(221 또는 222)에서 폐쇄 캡 시트의 영역에 탑재될 수 있다.

언급한 전자 구성 요소는, 전기 에너지 및/또는 데이터 및/또는 제어 명령을 전송하기 위해 사용될 수 있는 전기 도체 경로(도시하지 않음)를 통해 연결된 도 1에 도시된 빌드업(buildup)과 유사할 수 있다. 그 때문에, 전기 전도체 경로는 회로 캐리어 슬리브(200) 및/또는 전자 펜(208)의 하우징(210)에 통합될 수 있다.

더욱이, 생성된 전기 에너지는, 필요한 경우, DC-DC 컨버터(도시하지 않음)에 의해 원하는 동작 전압으로 변환될 수 있다. DC-DC 컨버터는, 예를 들어 전기 에너지를 생성/수확하기 위한 기재된 수단에 통합될 수 있다.

도 2에 기재된 전기 에너지를 생성하기 위한 수단의 수, 종류, 디자인 및 구성은 단지 예시일 뿐이다.

도 3은 또한 본 발명에 따른 가능한 전자 펜(300)의 예를 나타낸다.

다시 한번, 상술한 모든 특징은 전술한 장점을 달성하기 위해 임의의 조합으로 결합될 수 있다는 점을 유념해야 한다. 이것은, 예를 들어 전자 펜(300)이 또한 전자 펜(200)의 기능의 일부 또는 전부를 가질 수 있음을 의미한다.

그러나 명확성을 이유로, 상술한 특징의 조합의 일부 또는 일례만이 도 3에 도시되어 있다.

전자 펜(300)은 하우징(311) 또는 슬리브를 가질 수 있다. 바람직하게는, 하우징(311)은 통상의 펜의 형상을 가질 수 있는바, 즉 이것은 예를 들어 주로 원통 형상을 가질 수 있다. 또한 생각해 볼 수 있는 것은, 입방 또는 다면체 하우징 형태, 또는 볼록이나 오목한 다각형 단면을 가진 원통 형상이다.

전자 펜(300)은, 예를 들어 90mm와 200mm 사이의 길이, 또는 3mm 내지 20mm의 평균 직경 또는 평균 외부 직경을 가질 수 있다.

전자 펜(300)의 상기 하우징(311)은, 나사 또는 플러그 연결을 통하여 서로 연결될 수 있는 예를 들어 3개의 하우징부, 제1 부분(303), 제2 부분(302) 및 제3 부분(301)으로 분할될 수 있다.

예를 들어 하우징 부분(303)은, 하우징 부분(302)에 나사 결합될 수 있고, 배터리 구획 커버(battery compartment cover)를 갖는 단부 캡(end cap; 304)을 가질 수 있는 하우징 단부(housing end part; 310)를 구비할 수 있다.

하우징 부분(303)은, 다른 것들 중에서, 하나 이상의 전압원(305), 예를 들어 Type 675(1.4V, 650mAh)와 같은 아연 공기 버튼 셀 배터리(zinc-air button cell battery)를 수용(accommodate)할 수 있다.

또한, 전자 펜(300)의 모든 전자 구성 요소의 데이터를 무선으로 외부 데이터 처리 장치(도시하지 않음)에 전송할 수 있는 데이터 전송 모듈(306)은, 하우징(311)의 이 부분(303 또는 310)에서 장소를 찾을 수 있다.

예를 들어 디지털 제어 장치(323)을 구비하는 제어 장치(307) 및/또는 예를 들어 마이크로 컨트롤러를 구비하는 에너지 관리 장치(322)도 또한 하우징 부분(303 또는 310)에 수용될 수 있다.

예를 들어 제어 장치(307)에 통합된 에너지 관리 장치(322)는, 상술한 바와 같이, 예를 들어 제어 장치(307)에 통합될 수 있는 디지털 제어 장치(323)와 공동으로 전자 펜의 전기 에너지 소비를 제어 및 관리할 수 있고, 특히 전기 에너지 생성을 위한 수단을 제어하고 관리할 수 있다.

제어 장치(307), 디지털 제어 장치(323) 및 에너지 관리 장치(322)는, 예를 들어 전기 에너지의 전송을 위해 및/또는 데이터 및/또는 제어 명령의 통신을 위해, 전자 펜(300)의 모든 다른 전자 구성 요소와 접속될 수 있다.

전기 에너지의 전송을 위한 및/또는 데이터 및/또는 제어 명령의 통신을 위한 상기 접속은, 예를 들어 하우징(311)에 통합될 수 있는 전기 도체 경로(도시하지 않음)에 의해 실현될 수 있다.

예를 들어 인쇄 회로 기판에 대해 수직하게 플러그로 연결될 수 있는 하나 이상의 위치 결정 센서(308)가 또한 하우징 부분(303)에 위치될 수 있다.

위치 결정 센서(308)는, 예를 들어 커넥터 스트립(connector strip; 309)에 플러그로 연결될 수 있다.

또 하나 이상의 다른 위치 결정 센서(313)가 예를 들어 하우징(311)의 제2 부분(302)에서 기입 심 팁(318)에 더 가깝게 위치될 수 있다.

상기 위치 검지 센서(313, 308)는 가속도 센서 및/또는 회전 속도 센서 및/또는 다른 센서 또는 자기장 센서일 수 있다.

게다가, 위치 결정 센서(313, 308)의 구성은 예시일 뿐이고, 그것들은 또한 하우징(311)의 다른 부분에 또는 다른 부분 내에 위치될 수 있다.

전자 펜(300)은, 예를 들어 니켈실버(nickel silver, 양은)로 이루어진 기입 심 팁(318), 및 예를 들어 탄화 텅스텐으로 이루어지되 예를 들어 0.2mm 내지 2mm, 바람직하게는 1.0mm +/- 0.2mm의 직경을 갖는 기입 볼(writing ball; 317)을 포함할 수 있다.

기입 심(312)은, 예를 들어 기입 심(312)과 마찰 가능하게 수용 또는 접속을 하기 위한 핀(pin; 319)에 의해 힘 센서(321)에 결합될 수 있다.

핀(319)은 부드러운 전도성 물질로 코팅될 수 있는 플레이트(plate; 325)에서 끝을 맺을 수 있다. 상기 플레이트(325)는, 기입 가압력 의존 저항이 확립될 수 있도록, 예를 들어 박막 저항기(324)의 구불구불한 경로에 대해 눌릴 수 있다.

기입 가압력을 측정하는 능력 이외에, 힘 센서(321)는 또한 기입 심(312)의 움직임으로부터 전기 에너지를 생성하기 위해, 그리고 전자 펜(300)의 동작을 위해 생성된 전기 에너지를 이용할 수 있도록 하기 위해, 압전 발전기 요소(도시하지 않음)도 가질 수 있다.

힘 센서(321)를 수용하기 위해, 전자 펜(300)의 조립 중에 삽입될 수 있는 모자 캡(hat cap; 320)이 사용될 수 있다.

전자 펜(200)에 대해 예시된 바와 같이, 전자 펜(300)은 또한 예를 들어 스프링 및/또는 기어 휠 요소를 구비하는 인장 장치(도시하지 않음)에서, 및/또는 래칫 설계에 의해, 기계적으로 축적된 사용 시의 전자 펜의 병진 및/또는 회전 움직임의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있는, 전기 에너지를 생성하기 위한 부가적인 수단, 예를 들어 압전 발전기(도시하지 않음)를 구비할 수도 있다.

전기 에너지를 생성하기 위한 추가의 수단은, 예를 들어 단순한 태양광 전지 또는 태양광 집중 장치로서 설계될 수 있는 태양 전지(도시하지 않음)를 구비할 수 있다.

전술한 바와 같이, 전기 에너지를 생성하기 위한 또 다른 가능한 수단은, 열전 방법에 기초할 수 있다. 그 목적을 위해, 열전 발전기의 제1 부분은, 예를 들어 펜을 유지하고 펜으로 기입하도록 전자 펜을 사용하는 사용자의 손의 손가락에 의해 사용될 수 있는 하우징 부분(302), 예를 들어 (조립 중에 예를 들어 밀어서 맞추어진) 소프트 그립 영역(soft grip zone; 314)에 통합될 수 있다.

열전 발전기의 제2 부분은, 예를 들어 환경, 특히 외기와의 접촉이 확립될 수 있는 하우징 부분(310 또는 303)에 배치될 수 있다.

전술한 바와 같이, 열전 발전기의 두 부분 사이의 온도 구배의 존재로, 전기 에너지가 제벡 효과에 의해 생성되어 전자 펜(300)에 제공될 수 있다.

예를 들어 전자 펜(300)은 또한, 예를 들어 입사 주변 광의 강도를 측정할 수 있고 측정된 데이터를 에너지 관리 장치(322) 및/또는 디지털 제어 장치(323)에 전달할 수 있는 적어도 하나의 포토 셀(도시하지 않음)을 구비할 수도 있다. 상술한 바와 같이, 예를 들어 측정된 주변 광 강도에 따라, 에너지 관리 장치(322)는 동작 모드의 변경을 유도할 수 있는바, 예를 들어 주어진 아래로 떨어지는 최소 지속 기간 동안 소정의 광강도 임계값 아래로 떨어지는 경우에, 전자 펜(300)의 액티브 모드로부터 대기 모드 또는 오프 모드로의 변경을 유도할 수 있다.

예를 들어 동작 모드 변경, 예를 들어 폐쇄 캡에 의해 전자 펜(300)의 폐쇄(closure) 시에 전자 펜의 액티브 모드로부터 대기 모드 또는 오프 모드로의 변경, 또는 반대로 폐쇄 캡의 제거 중에 전자 펜(300)의 오프 모드로부터 액티브 모드 또는 대기 모드로의 변경을 개시시키기 위해, 예를 들어 기입 심(312)이 나갈 수 있는 하우징 단부(316)에, 예를 들어 폐쇄 캡(도시하지 않음)의 폐색(plugging)/나사 조이기(screwing) 및/또는 제거의 작용을 등록하고 상기 작용의 등록에 관하여 에너지 관리 장치(322) 및/또는 디지털 제어 장치(323)에 알릴 수 있는 접점 스위치(contact switch; 315)가 설치될 수 있다는 것을 또한 생각할 수 있다.

도 4는 상술한 전자 펜의 특징의 일부 또는 전부를 가질 수 있는 본 발명에 따른 전자 펜의 가능한 동작 모드 상태 다이어그램(400)의 예를 나타낸다.

따라서, 특히 전자 펜(도시하지 않음)은, 전술한 모든 특징을 포함할 수 있고, (액티브 모드(405), 대기 모드(404) 및 오프 모드(401) 등과 같은) 도 4에 기재된 모든 동작 모드를 포함 및 관리할 수 있으며, 모든 동작 모드 변경을 관리할 수 있거나 및/또는 개시할 수 있거나 및/또는 제어할 수 있는 에너지 관리 장치(도시하지 않음)를 가질 수 있다.

액티브 모드(405)는, 특히 예를 들어 위치 결정 센서에 관한 데이터 및 검사 모드(407)를 등록하기 위해, 예를 들어 에너지 공급을 검사하기 위해 및/또는 데이터 전송 상태를 테스트하기 위해 및/또는 상기 위치 결정 센서로부터 획득된 데이터를 조사하기 위해, 측정 모드(406)를 더 포함할 수 있다.

전자 펜의 오프 모드(401)로부터 대기 모드(404)로의 동작 모드 변경은, 예를 들어 폐쇄 캡을 제거함으로써 및/또는 접점 스위치를 동작시킴으로써 및/또는 포토 셀의 활성화에 의해 개시될 수 있으며(410), 전자 펜의 모든 또는 일부 전자 구성 요소만을 포함할 수 있고, 예를 들어 전자 펜의 부트 프로세스(421)에 의해 추종될 수 있는 전자 펜의 초기화(403)가 수행될 수 있다.

더욱이, 전자 스타일러스의 초기화(403)는, 예를 들어 외부 컴퓨터 장치 또는 데이터 처리 장치(도시하지 않음)로부터 전송되어 데이터 전송 모듈(402), 예를 들어 저전력 블루투스(Bluetooth Low Energy, BLE) 장치에 의해 수신되는 데이터 또는 명령에 의해, 외부적으로 트리거(trigger)될 수 있다(411)는 것을 생각할 수 있다. 그렇지만, 무엇보다도, 상기 데이터 전송 모듈(402)은 대기 모드(404) 및 액티브 모드(405)로부터 측정 데이터 및 상태 데이터를 수신하고, 그것들을 외부 데이터 처리 장치(도시하지 않음)로 보낼 수 있다.

(대기 또는 액티브 모드로부터) 오프 모드(401)로 거꾸로의 동작 모드(412)의 변경은, 그 중에서도 예를 들어 전자 펜이 60초 또는 120초 이상 수평 위치에서 움직이지 않고 남아 있을 때, 폐쇄 캡을 씌움으로써 및/또는 또한 접점 스위치를 동작시킴으로써 및/또는 포토 셀을 피복함으로써 및/또는 전자 펜의 움직임에서의 인액티버티(inactivity)로 인해 트리거될 수 있다.

대기 모드(404)로부터 시작하여, 전자 펜의 액티브 모드(405)로의 변경은 소정의 초과 최소 지속 시간 동안 상술한 위치 결정 센서(도시하지 않음) 및/또는 다른 센서(도시하지 않음)에 의해 예를 들어 소정의 측정 액티버티 임계값(measurement activity threshold)을 초과함으로써 수행될 수 있다. 예를 들어, 전자 펜의 대기 모드(404)로부터 측정 모드(406)로의 변경(416)은 전자 펜의 가속도 센서의 측정 액티버티 임계값을 초과함으로써 개시될 수 있다.

예를 들어, 액티브 모드(405) 또는 측정 모드(406)에서는, 전자 펜의 센서 요소, 특히 위치 결정 센서는, 적어도 40Hz에서의 샘플링 속도로 조회(query)될 수 있고, 대기 모드(404)에서는 상기 샘플링 속도는 40Hz 이하, 바람직하게는 5Hz 내지 20Hz의 주위에 놓일 수 있으며, 오프 모드(401)에서는 1Hz보다 작거나 같을 수 있다.

액티브 모드(405) 또는 측정 모드(406)에서 사용 중에 있는 전자 펜이 기입 용지와 같은 고체 기입 기판 상에서의 기입(408)인지 또는 공중에서의 제스처 움직임(409)을 실시하고 있는 것인지 구별하기 위해, 측정 액티버티 임계값의 측정된 초과량 또는 전자 펜의 감각 요소(sensory element)의 측정 액티버티 임계값 아래로 떨어지는 것이 번갈아서 사용될 수 있다.

예를 들어, 전자 펜의 힘 센서에 의해 결정된 특정의 기입 가압력의 발생(418), 또는 소정의 초과 최소 지속 기간 동안 소정의 기입 가압력 또는 기입 가압력 임계값의 초과는, 기입 용지 등과 같은 기입 기판에서의 전자 펜의 기입 심의 접촉으로 인해, 문자 또는 기입 인식을 위한 펜 위치의 기록 또는 검출을 개시할 수 있다.

소정의 아래로 떨어지는 최소 지속 기간 동안 소정의 가압력 임계값의 부재(419) 또는 소정의 가압력 임계값 아래로 떨어지는 것은, 예를 들어 제스처 움직임을 식별하고 라인 스킵(line-skip) 또는 페이지 변경을 위한 제스처와 같은 제스처 인식(409)을 개시할 수 있다.

고체 기입 기판에서의 활성화된 문자 인식 모드 또는 기입 인식 모드(408) 동안의 고체 기입 기판으로부터의 전자 펜의 기입 심의 단명 제거(short-lived removal)를 회피하기 위해, 예를 들어 구두점(punctuation)을 설정할 때에, 제스처 인식 모드(409)로의 의도하지 않은 모드 변경이 수행되어, 예를 들어 1초 이하의 소정의 가압력 임계값의 일시적인 부재(420) 또는 소정의 가압력 임계값 아래로의 일시적인 하강이 있는 경우에, 전자 펜이 고체 기입 기판에서의 문자 또는 기입 인식 모드(408)에 남아 있음을 정의할 수 있다.

측정 모드(406)에 필적하여, 전자 펜의 검사 모드(407)는 예를 들어 기준 좌표 시스템에 관하여 위치 결정 센서의 데이터를 검증할 수 있고, 데이터 전송 모듈(402)의 외부 데이터 처리 장치(도시하지 않음)로의 데이터 접속의 안정성을 모니터 및/또는 제어할 수 있으며, 전자 펜의 전압 공급이 충분한지 여부를 더 검사할 수 있다. 그 때문에, 검사 모드(407)가 데이터 전송 모듈(402)과의 통신(414)을 할 수 있다.

데이터 전송 모듈(402)의 외부 데이터 처리 장치로의 접속이 5초 또는 8초 이상 중단(abort)되는 경우에, 예를 들어 액티브 모드(405)로부터 대기 모드(404)로의 변경(415)이 수행될 수 있다. 물론, 액티브 모드(405)로부터 대기 모드(404)로의 그러한 변경(415)은 또한, 예를 들어 소정의 아래로 떨어지는 최소 지속 기간(예를 들어 > 5초 또는 > 10초 또는 > 20초) 동안 위치 결정 센서 또는 다른 센서의 소정의 측정 액티버티 임계값 아래로 떨어짐으로써, 전자 펜의 움직임의 인액티버티에 의해 트리거되어 위치 결정 센서에 의해 측정될 수 있다.

4개의 도면을 갖는 4매의 시트는 다음과 같다.

이에 의해 도면 참조번호는 다음과 같이 할당된다.

100 본 발명에 따른 전자 펜의 예시적인 기본 요소

101 위치 결정 센서

102 위치 결정 센서

103 힘 센서

104 예를 들어 기계 또는 운동 에너지로부터 에너지를 생성하기 위한 수단

105 예를 들어 열전 및/또는 광전 방법으로부터 에너지를 생성하기 위한 수단

106 디지털 제어 장치

107 DC-DC 컨버터

108 DC-DC 컨버터

109 데이터 전송 모듈

110 에너지 관리 장치

111 에너지 저장 장치

112 기계 또는 운동 에너지로부터 에너지를 생성하기 위한 수단 전체

113 전기 에너지를 전송하기 위한 접속/전도체 경로

114 전기 에너지를 전송하기 위한 접속/전도체 경로

115 전기 에너지를 전송하기 위한 접속/전도체 경로

116 전기 에너지를 전송하기 위한 접속/전도체 경로

117 전기 에너지를 전송하기 위한 접속/전도체 경로

118 데이터 및/또는 제어 명령을 통신하기 위한 접속/전도체 경로

119 데이터 및/또는 제어 명령을 통신하기 위한 접속/전도체 경로

120 전기 에너지 및/또는 제어 명령을 전송하기 위한 접속/전도체 경로

121 데이터 및/또는 제어 명령을 통신하기 위한 접속/전도체 경로

122 데이터 및/또는 제어 명령을 통신하기 위한 접속/전도체 경로

123 데이터 및/또는 제어 명령을 통신하기 위한 접속/전도체 경로

124 전기 에너지를 전송하기 위한 접속/전도체 경로

125 전기 에너지를 전송하기 위한 접속/전도체 경로

200 예시적인 전자 펜

201 위치 결정 센서

202 위치 결정 센서

203 기입 심에 결합될 수 있는 힘 센서

204 힘 센서의 임의의 압전 발전기 요소

205 추가적인 압전 발전기

206 전압원, 예를 들어 배터리

207 회로 캐리어 슬리브의 제1 부분

208 회로 캐리어 슬리브

209 기입 심

210 전자의 하우징

211 기입 심 팁

212 열전 발전기의 제1 부분

213 열전 발전기의 제2 부분

214 태양 전지

215 포토 셀

216 개구

217 디지털 제어 장치

218 에너지 관리 장치

219 데이터 전송 모듈

220 전자 펜의 하우징부

221 전자 펜의 하우징부, 예를 들어 사용자의 손가락을 위한 바람직한 그립 영역

222 전자 펜의 하우징부, 예를 들어 기입 심이 나갈 수 있는 하우징부

223 회로 캐리어 슬리브의 제2 부분

300 예시적인 전자 펜

301 전자 펜의 하우징/케이싱의 제3 부분

302 전자 펜의 하우징/케이싱의 제2 부분

303 전자 펜의 하우징/케이싱의 제1 부분

304 배터리 구획 커버(battery compartment cover)를 갖는 단부 캡

305 전압원, 예를 들어 배터리/배터리들, 예를 들어 아연 공기 버튼 셀 배터리

306 데이터 전송 모듈, 예를 들어 BLE 모듈

307 디지털 제어 장치를 포함하는 제어 장치 및/또는 예를 들어 마이크로 컨트롤러를 포함하는 에너지 관리 장치

308 예를 들어 인쇄 회로 기판에 대해 수직하게 플러그로 연결될 수 있거나 또는 커넥터 스트립에 플로그로 연결될 수 있는 위치 결정 센서

309 위치 결정 센서를 수용하기 위한 커넥터 스트립

310 스크류 형태, 즉 sth 상에 스크류로 연결될 수 있는 전자 펜의 제1 하우징 단부

311 전자 펜의 하우징/케이싱

312 기입 심

313 위치 결정 센서

314 소프트 그립 영역/밀어서 맞출 수 있는 소프트 그립 영역

315 접점 스위치

316 예를 들어 스크류 형태, 예를 들어 기입 심이 나갈 수 있는 원뿔 형상의 제2 하우징 단부

317 기입 볼

318 기입 심 팁

319 마찰식으로 수용하거나 또는 기입 심과 접속하기 위한 핀

320 기입 가압력 또는 축방향 가압력을 측정하도록 힘 센서를 수용하기 위해 예를 들어 전자 펜의 조립 중에 삽입되는 모자 켑

321 힘 센서

322 에너지 관리 장치

323 디지털 제어 장치

324 박막 저항기

325 핀 플레이트

400 예시적인 동작 모드 상태 다이어그램

401 오프 모드

402 데이터 전송 모듈, 예 BLE 모듈

403 초기화

404 대기 모드

405 액티브 모드

406 측정 모드

407 검사 모드

408 고체 기입 기판에서의 문자 인식

409 제스처 인식

410 초기화의 시작/트리거

411 초기화의 외부 시작/트리거

412 동작 모드의 변경

413 대기 모드와 데이터 전송 모듈 사이의 통신

414 액티브 모드 또는 검사 모드와 데이터 전송 모듈 사이의 통신

415 동작 모드의 변경

416 동작 모드의 변경

417 측정 모드와 검사 모드 사이의 통신

418 기입 가압력의 발생

419 기입 가압력의 부재

420 기입 가압력의 일시적인 부재

421 부팅 프로세스

Claims

적어도 하나의 전기 전압원(206), 적어도 하나의 디지털 제어 장치(217, 106), 기입 심(209), 적어도 하나의 데이터 전송 모듈(219, 109) 및 전자 펜(200)의 위치 및/또는 모션의 결정을 위한 적어도 2개의 위치 결정 센서(201, 202, 101, 102)를 구비하는 펜 위치 검출을 가진 전자 펜(200)으로서,
전자 펜(200)은, 디지털 제어 장치(217, 106)와 통신하되, 전기 에너지 소비를 관리, 특히 전기 에너지 소비를 최소화하기 위한 에너지 관리 장치(218, 110)를 구비하거나, 및/또는 전기 에너지 자체를 생성할 수 있도록 하는 수단(103, 104, 105, 204, 205, 212, 213, 214, 215)을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 펜(200).
제1항에 있어서, 서로 다른 에너지 소비를 갖는 적어도 다음의 3개의 다른 동작 모드: 액티브 모드(405), 대기 모드(404), 오프 모드(401)를 갖도록 구성되어 있으며; 에너지 관리 장치(218, 110)는 상기 동작의 모드를 관리할 수 있고, 특히 동작 모드의 변경을 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 전자 펜(200).
제1항 또는 제2항에 있어서, 전자 펜(200)은 적어도 하나의 DC-DC 컨버터(107, 108)를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 펜(200).
이전의 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 전자 펜(200)은 자기 생성 전기 에너지를 위한 추가적인 에너지 저장 장치(111)를 구비하거나, 및/또는 전기 전압원(206)이 전자 펜(200)에 의해 생성된 자기 생성 전기 에너지를 충전할 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 펜(200).
이전의 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 전자 펜(200)의 환경에서 광 강도를 측정할 수 있도록 구성되고, 충분한 광 강도가 주어진 경우에 전기 에너지를 생성하여 이것을 전자 펜(200)에 제공하도록 더 구성된 적어도 하나의 포토 셀(215)을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 펜(200).
이전의 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 전자 펜(200)의 환경에서 광 강도를 측정할 수 있도록 구성된 적어도 하나의 포토 셀(215)을 구비하고, 에너지 관리 장치(218, 110)는 소정의 아래로 떨어지는 최소 지속 기간 동안 적어도 하나의 포토 셀(215) 또는 대부분의 포토 셀에서 소정의 광 강도 임계값 아래로 떨어지는 경우 및/또는 초과 최소 지속 기간 동안 소정의 광 강도 임계값을 초과하는 경우에, 에너지 관리 장치(218, 110)가 전자 펜(200)의 동작 모드의 적어도 하나의 변경을 수행하고, 특히 적어도 하나의 포토 셀(215)이 소정의 아래로 떨어지는 최소 지속 기간 동안 소정의 광 강도 임계값 아래로 떨어지는 것을 측정하는 경우에 대기 모드로의 중간 변경이 있거나 없이 액티브 모드로부터 오프 모드로의 변경을 수행하거나, 및/또는 특히 초과 최소 지속 기간 동안 소정의 광 강도 임계값을 초과하는 경우에 오프 모드로부터 액티브 모드 또는 대기 모드로의 변경을 수행하는 것을 특징으로 하는 전자 펜(200).
이전의 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 에너지 관리 장치(218, 110)는, 소정의 아래로 떨어지는 최소 지속 기간 동안 위치 결정 센서의 소정의 측정 액티버티 임계값 아래로 떨어지는 경우, 및/또는 소정의 초과 최소 지속 기간 동안 위치 결정 센서의 소정의 측정 액티버티 임계값을 초과하는 경우에, 에너지 관리 장치(218, 110)가 전자 펜(200)의 동작 모드의 적어도 하나의 변경을 수행하는 것을 특징으로 하는 전자 펜(200).
이전의 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 기입 심(209)에 결합될 수 있는 힘 센서(203, 103)를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 펜(200).
제8항에 있어서, 에너지 관리 장치(218, 110)는, 힘 센서(203, 103)에 의해 측정된 힘에 따라, 특히 소정의 아래로 떨어지는 최소 지속 기간 동안 소정의 가압력 임계값 아래로 떨어지는 경우, 및/또는 소정의 초과 최소 지속 기간 동안 소정의 가압력 임계값을 초과하는 경우에, 에너지 관리 장치(218, 110)가 전자 펜(200)의 동작 모드의 적어도 하나의 변경을 수행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 펜(200).
이전의 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 전기 에너지를 생성하여 이것을 전자 펜(200)에 제공할 수 있는 적어도 하나의 태양 전지(214) 및/또는 적어도 하나의 열전 발전기(212, 213) 및/또는 적어도 하나의 압전 발전기(204, 205)를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 펜(200).
이전의 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 디지털 제어 장치(217, 106) 및/또는 에너지 관리 장치(218, 110)는, 전자 펜의 데이터를 제공하는 구성 요소의 샘플링 속도, 예를 들어 위치 결정 센서(201, 202, 101, 102) 및/또는 힘 센서(203, 103) 및/또는 포토 셀(215)의 샘플링 속도, 및/또는 데이터 전송 모듈(219, 109)의 데이터 전송 속도가 전자 펜(200)의 동작 모드에 따라 제어될 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 펜(200).
이전의 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 전자 펜(200)의 회로 캐리어 상의 전기 전도체 경로는, 이것이 데이터 전송 모듈(219, 109)을 위한 안테나로서 기능할 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 펜(200).
이전의 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 모든 위치 결정 센서(201, 202, 101, 102)는 가속도 센서 및/또는 회전 속도 센서 및/또는 자기장 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 펜(200).
이전의 청구항 중 어느 한 항에 따른 전자 펜(200), 전자 펜(200)의 데이터 전송 모듈(219, 109)에 의해 송신된 데이터를 수신하기 위한 적어도 하나의 데이터 수신 모듈, 수신된 데이터를 분석 및 처리하기 위한 외부 데이터 처리 장치, 데이터 표시 장치 및 데이터 저장 장치를 구비하는 펜 위치의 전자 검출을 위한 장치로서,
데이터 처리 장치가, 전자 펜의 에너지 관리 장치(218, 110)를 구성하는데 사용될 수 있는 에너지 관리 구성 장치를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 펜 위치의 전자 검출을 위한 장치.
제14항에 있어서, 기입 기판을 더 구비하되, 기입 기판이 기입 용지인 것을 특징으로 하는 펜 위치의 전자 검출을 위한 장치.
이전의 청구항 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 전자 펜(200)의 에너지 소비가 에너지 관리 장치(218, 110)에 의해 관리되는 펜 위치의 전자 검출을 위한 방법으로서,
전자 펜(200)이 그 동작 자체에 필요한 에너지의 적어도 일부를 생성하고,
전자 펜(200)이 그 데이터 전송 모듈(219, 109)을 통해 외부 데이터 처리 장치로 데이터, 특히 펜 위치 데이터를 송신하는 것을 특징으로 하는 펜 위치의 전자 검출을 위한 방법.
제16항에 있어서, 데이터 전송 모듈(219, 109)과 데이터 수신 모듈 사이의 데이터 전송 속도가 기입 기판의 종류에 따라 변경되는 것을 특징으로 하는 펜 위치의 전자 검출을 위한 방법.