KR20160092511A - 자기장을 이용한 입력 장치, 입력 장치의 동작 방법 및 자기장을 이용한 전자 장치, 전자 장치의 동작 방법 - Google Patents

Abstract

자기장을 이용한 입력 장치, 입력 장치의 동작 방법 및 자기장을 이용한 전자 장치, 전자 장치의 동작 방법이 개시된다. 개시된 전자 장치에 대응하는 입력 장치는 사용자로부터 미리 결정된 명령을 입력 받는 입력부; 및 미리 결정된 명령이 입력됨에 따라 전자 장치로 전달되는 자기장에 변화 패턴을 생성하는 자기장 발생부를 포함한다.

Description

자기장을 이용한 입력 장치, 입력 장치의 동작 방법 및 자기장을 이용한 전자 장치, 전자 장치의 동작 방법{INPUT APPARATUS AND METHOD OF OPERATING INPUT APPARATUS USING MAGNETIC FIELD, AND ELECTRONIC APPARATUS AND METHOD OF OPERATING ELECTRONIC APPARATUS USING MAGNETIC FIELD}

아래의 설명은 자기장을 이용한 입력 장치, 입력 장치의 동작 방법 및 자기장을 이용한 전자 장치, 전자 장치의 동작 방법에 관한 것이다.

최근 스마트 폰, 스마트 패드, 태블릿 컴퓨터 등의 휴대용 전자 장치들이 증가하면서 직관적으로 입/출력 가능한 방법에 대한 사용자의 요구가 증대하고 있다. 그러나, 휴대용 전자 장치들의 경우 휴대의 용이성을 위하여 그 크기가 제한되고 있으며, 결과적으로 정보를 표시하는 표시부의 크기는 일반 TV, 모니터 등에 비하여 상대적으로 작은 특징이 있다. 이로 인하여, 전자 장치는 다양한 사용자의 입력을 위하여 전통적인 UI 방식, 예컨대 키보드, 키 패드, 마우스 등의 별도 구성을 이용하는 방식에서 벗어나서, 터치용 펜, 키보드 독, 스마트 커버 등의 입력 장치를 이용하여 명령을 전달하는 직관적 UI 방식으로 진화하고 있다.

관련 선행기술로, 전자 펜을 이용한 기능 제어 방법 및 그 방법을 처리하는 전자 장치를 개시하는 한국 공개특허공보 제10-2014-0125218호(출원인: 삼성전자주식회사)이 있다.

본 발명은 별도의 전원, 회로, 와이어 없이 영구 자석만을 이용하여 지능형 스타일러스 펜을 구현함으로써, 지능형 스타일러스 펜의 제작 비용을 효과적으로 줄일 수 있으며, 지속직인 배터리 충전 또는 교체 등의 불편함을 배제하고, 무선 통신을 위한 페어링 등의 복합한 과정을 생략시킬 수 있다.

본 발명은 일실시예에 따르면, 전환 가능한 자석(switchable magnet)을 영구 자석 및 강자성체 등으로 구현함으로써, 전원, 회로, 와이어, 전자석 없이도 사용자가 필요할 때만 선택적으로 강한 자기장을 발생시킬 수 있다.

본 발명은 별도의 전원, 회로, 와이어 없이 영구 자석만을 사용하여 커버의 개폐, 펜/키보드 독의 탈착 버튼의 눌림과 떼임을 무선으로 인식함으로써, 블루투스 연결이나, 리드 스위치 또는 홀 센서, 와이어링, 전원 연결 등 고비용을 부담하지 않으면서도 간단히 스위칭 시스템을 구현할 수 있다.

일실시예에 따른 전자 장치에 대응하는 입력 장치는 사용자로부터 미리 결정된 명령을 입력 받는 입력부; 및 상기 미리 결정된 명령이 입력됨에 따라 유발되는 영구 자석의 움직임에 기초하여 상기 전자 장치로 전달되는 자기장에 변화 패턴을 생성하는 자기장 발생부를 포함한다. 단, 본 발명에서의 영구 자석은 고체로 국한되지 않고 액체 자석일 수 있다.

일실시예에 따른 입력 장치에서 상기 자기장 발생부는, 상기 미리 결정된 명령을 제외한 입력 장치의 일반적인 사용으로 발생하는 자기장의 기준 변화 패턴과 구별되도록 상기 변화 패턴을 생성할 수 있다.

일실시예에 따른 입력 장치에서 상기 기준 변화 패턴은, 상기 전자 장치에 문자를 쓰거나 또는 상기 전자 장치에 표시된 객체를 클릭하거나 드래그하는 입력 장치의 일반적인 사용에 기초하여 생성될 수 있다.

일실시예에 따른 입력 장치에서 상기 자기장의 변화 패턴은, 상기 미리 결정된 명령에 대응하여, 상기 영구 자석이 미리 결정된 임계 속도보다 빠른 속도로 이동 또는 회전하거나, 상기 영구 자석이 미리 결정된 각도로 회전하거나, 상기 영구 자석이 쌍극자의 이동 성분 및 회전 성분 간의 비율이 미리 결정된 비율에 대응되도록 움직이거나, 또는 상기 영구 자석이 진동함으로써 생성될 수 있다.

일실시예에 따른 입력 장치에서 상기 자기장 발생부는, 상기 입력 장치에 부착되고 서로 다른 세기의 자력을 가지는 복수의 고정형 자석들 및 상기 입력 장치에 고정되지 않은 이동형 자석을 포함하고, 상기 자기장 발생부는, 상기 미리 결정된 명령에 기초하여 상기 복수의 고정형 자석들에 대한 상기 이동형 자석의 위치가 변경됨에 따라 상기 자기장의 변화 패턴을 생성할 수 있다.

일실시예에 따른 입력 장치에서 상기 자기장 발생부는, 상기 복수의 고정형 자석들에 대한 상기 이동형 자석의 위치가 변경됨에 따라 상기 이동형 자석이 진동함으로써 상기 자기장의 출렁임 패턴을 생성할 수 있다.

일실시예에 따른 입력 장치에서 상기 입력부는, 상기 입력 장치에 구비된 버튼, 노브, 다이얼 및 슬라이더 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 미리 결정된 명령은, 상기 버튼에 대한 푸시, 상기 노브 또는 다이얼에 대한 회전, 상기 슬라이더에 대한 위치 이동 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

일실시예에 따른 입력 장치에서 상기 자기장 발생부는, 강자성체를 더 포함하고, 상기 미리 결정된 명령이 입력됨에 따라 유발되는 영구 자석 및 강자성체 중 적어도 하나의 움직임에 기초하여 상기 자기장에 변화 패턴을 생성할 수 있다.

일실시예에 따른 전자 장치에 대한 입력 장치는 상기 전자 장치로 전달되는 자기장의 크기 및 상기 입력 장치의 표면에 생성된 자기장의 크기를 제어하는 자기장 발생부를 포함하고, 상기 입력 장치의 표면에 생성된 자기장의 크기는, 상기 자기장 발생부에 포함된 하나 또는 둘 이상의 영구 자석 또는 영구 자석 및 강자성체 간의 배치구조를 통해 감소되거나, 상기 자기장 발생부와 상기 입력 장치의 표면 간의 거리가 제어됨으로써 감소된다.

일실시예에 따른 입력 장치에서 상기 자기장 발생부는, 상기 자기장 발생부에 자석과 강자성체가 포함된 경우, 상기 자석과 강자성체 간의 상대적인 위치 변경에 기초하여 상기 전자 장치로 전달되는 자기장의 크기 및 상기 입력 장치의 표면에 생성된 자기장의 크기를 제어하거나, 상기 자기장 발생부에 복수의 자석들이 포함된 경우, 상기 복수의 자석들 간의 상대적인 위치 변경에 기초하여 상기 전자 장치로 전달되는 자기장의 크기 및 상기 입력 장치의 표면에 생성된 자기장의 크기를 제어할 수 있다.

일실시예에 따른 입력 장치에서 상기 자기장 발생부는, 상기 자기장 발생부의 중간 부분의 단면적이 끝 부분의 단면적보다 큰 구조를 가질 수 있다.

일실시예에 따른 입력 장치에서 상기 자기장 발생부는, 상기 자기장 발생부의 중간 부분에서 끝 부분으로 갈수록 단면적이 작아지는 구조를 가질 수 있다.

일실시예에 따른 전자 장치는 입력 장치에서 생성된 자기장의 변화 패턴을 감지하는 센서; 및 상기 자기장의 변화 패턴에 기초하여 전자 장치의 동작을 제어하는 프로세서를 포함하고, 상기 자기장의 변화 패턴은, 사용자로부터 미리 결정된 명령이 입력 장치로 입력됨에 따라 유발된 영구 자석의 움직임에 기초하여 생성된다.

일실시예에 따른 전자 장치에서 상기 자기장의 변화 패턴은, 상기 미리 결정된 명령을 제외한 입력 장치의 일반적인 사용으로 발생하는 자기장의 기준 변화 패턴과 구별되도록 생성될 수 있다.

일실시예에 따른 전자 장치는 복수의 고정형 자석들에 대한 이동형 자석의 위치 변경에 기초하여 자기장의 변화 패턴을 생성하는 제1 자기장 발생부; 및 상기 자기장의 변화 패턴에 기초하여 전자 장치의 동작을 제어하는 프로세서를 포함하고, 상기 이동형 자석의 위치는, 상기 제1 자기장 발생부 및 상기 전자 장치에 대응하는 입력 장치에 포함된 제2 자기장 발생부 간의 상대적인 위치에 기초하여 변경될 수 있다.

일실시예에 따른 전자 장치에서 상기 자기장의 변화 패턴은, 상기 제2 자기장 발생부 및 상기 제1 자기장 발생부 간의 상대적인 위치 변화에 기초하여 이동형 자석의 위치가 변경됨으로써 생성될 수 있다.

일실시예에 따른 전자 장치에서 상기 제2 자기장 발생부가 상기 제1 자기장 발생부에 가까워지는 경우, 상기 제2 자기장 발생부는, 상기 제1 자기장 발생부에 포함된 고정형 자석들 중 자력의 세기가 약한 제2 고정형 자석에 인접하게 배치되고, 상기 이동형 자석은, 상기 제1 자기장 발생부에 포함된 고정형 자석들 중 자력의 세기가 강한 제1 고정형 자석에서 상기 제2 고정형 자석으로 이동하고, 상기 제1 자기장 발생부는, 상기 이동형 자석의 이동에 기초하여 상기 자기장의 변화 패턴을 생성할 수 있다.

일실시예에 따른 전자 장치에서 상기 제1 자기장 발생부에 포함된 고정형 자석들 중 자력의 세기가 약한 제2 고정형 자석에 인접하게 배치된 제2 자기장 발생부가 상기 제1 자기장 발생부에서 멀어지는 경우, 상기 이동형 자석은, 상기 제2 고정형 자석에서 상기 제1 자기장 발생부에 포함된 고정형 자석들 중 자력의 세기가 강한 제1 고정형 자석으로 이동하고, 상기 제1 자기장 발생부는, 상기 이동형 자석의 이동에 기초하여 상기 자기장의 변화 패턴을 생성할 수 있다.

일실시예에 따른 전자 장치에서 상기 제1 자기장 발생부는, 상기 복수의 고정형 자석들에 대한 이동형 자석의 위치가 변경됨에 따라 이동형 자석이 진동함으로써, 상기 자기장의 출렁임 패턴을 생성할 수 있다.

일실시예에 따른 전자 장치에서 상기 프로세서는, 상기 자기장의 변화 패턴에 기초하여 상기 입력 장치의 위치가 상기 전자 장치에 인접하는지 여부를 인식하고, 상기 인식 결과에 기초하여 상기 전자 장치의 동작을 제어할 수 있다.

일실시예에 따른 전자 장치는 상기 전자 장치의 하우징에 맞닿은 입력 장치에서 생성된 자기장의 변화 패턴을 감지하는 센서; 및 상기 자기장의 변화 패턴에 기초하여 전자 장치의 동작을 제어하는 프로세서를 포함하고, 상기 자기장의 변화 패턴은, 사용자에 의해 상기 입력 장치가 상기 전자 장치의 하우징에 맞닿은 상태로 움직임에 따라, 상기 입력 장치에 포함된 영구 자석으로부터 생성된다.

일실시예에 따른 전자 장치에서 상기 프로세서는, 상기 자기장의 변화 패턴에 기초하여 상기 상대적인 움직임을 식별하고, 터치스크린에 표시된 객체의 움직임을 상기 상대적인 움직임에 기초하여 제어할 수 있다.

일실시예에 따른 전자 장치에 대응하는 입력 장치의 동작 방법은 사용자로부터 미리 결정된 명령을 입력 받는 단계; 및 상기 미리 결정된 명령이 입력됨에 따라 유발되는 영구 자석의 움직임에 기초하여 상기 전자 장치로 전달되는 자기장에 변화 패턴을 생성하는 단계를 포함한다.

일실시예에 따른 입력 장치의 동작 방법에서 상기 자기장에 변화 패턴을 생성하는 단계는, 상기 미리 결정된 명령을 제외한 입력 장치의 일반적인 사용으로 발생하는 자기장의 기준 변화 패턴과 구별되도록 상기 변화 패턴을 생성할 수 있다.

일실시예에 따른 입력 장치의 동작 방법에서 상기 자기장에 변화 패턴을 생성하는 단계는, 상기 입력 장치에 부착되고 서로 다른 세기의 자력을 가지는 복수의 고정형 자석들에 대한 상기 입력 장치에 고정되지 않은 이동형 자석의 위치가 상기 미리 결정된 명령에 기초하여 변경됨에 따라 상기 자기장에 변화 패턴을 생성할 수 있다.

일실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법은 복수의 고정형 자석들에 대한 이동형 자석의 위치 변경에 기초하여 자기장에 변화 패턴을 생성하는 단계; 및 상기 변화 패턴에 기초하여 전자 장치의 동작을 제어하는 단계를 포함하고, 상기 이동형 자석의 위치는, 상기 전자 장치 및 상기 전자 장치에 대응하는 입력 장치 간의 상대적인 위치에 기초하여 변경된다.

일실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법에서 상기 자기장에 변화 패턴을 생성하는 단계는, 상기 복수의 고정형 자석들에 대한 이동형 자석의 위치가 변경됨에 따라 이동형 자석이 진동함으로써, 상기 자기장의 출렁임 패턴을 생성할 수 있다.

일실시예에 따르면, 별도의 전원, 회로, 와이어 없이 영구 자석만을 이용하여 지능형 스타일러스 펜을 구현함으로써, 지능형 스타일러스 펜의 제작 비용을 효과적으로 줄일 수 있으며, 지속직인 배터리 충전 또는 교체 등의 불편함을 배제하고, 무선 통신을 위한 페어링 등의 복잡한 과정을 생략시킬 수 있다.

일실시예에 따르면, 전환 가능한 자석(switchable magnet)을 영구 자석 및 강자성체 등으로 구현함으로써, 전원, 회로, 와이어, 전자석 없이도 사용자가 필요할 때만 선택적으로 강한 자기장을 발생시킬 수 있다.

일실시예에 따르면, 별도의 전원, 회로, 와이어 없이 영구 자석만을 사용하여 커버의 개폐, 펜/키보드 독의 탈착 버튼의 눌림과 떼임을 무선으로 인식함으로써, 블루투스 연결이나, 리드 스위치 또는 홀 센서, 와이어링, 전원 연결 등 고비용을 부담하지 않으면서도 간단히 스위칭 시스템을 대체할 수 있다.

도 1은 일실시예에 따른 입력 장치 및 전자 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 내지 도 2d는 일실시예에 따른 입력 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4는 일실시예에 따라 입력 장치에서 생성되는 자기장의 크기를 제어하는 일례를 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6은 일실시예에 따라 입력 장치에서 생성되는 자기장의 크기를 제어하는 다른 일례를 나타낸 도면이다.
도 7 및 도 8은 일실시예에 따라 입력 장치에서 생성되는 자기장의 크기를 제어하는 또 다른 일례를 나타낸 도면이다.
도 9 내지 도 12는 일실시예에 따라 입력 장치에 포함된 자기장 발생부 구조에 대한 예시들을 나타낸 도면이다.
도 13 및 도 14는 일실시예에 따라 자기장의 출렁임 패턴을 생성하는 일례를 나타낸 도면이다.
도 15 내지 도 17은 일실시예에 따라 자기장의 출렁임 패턴을 생성하는 다른 일례를 나타낸 도면이다.
도 18 내지 도 20은 일실시예에 따라 자기장의 출렁임 패턴을 생성하는 또 다른 일례를 나타낸 도면이다.
도 21은 일실시예에 따라 자기장을 이용한 입력 장치의 다른 일례를 나타낸 도면이다.
도 22는 일실시예에 따라 입력 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 일실시예에 따라 전자 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.

실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

하기에서 설명될 실시예들은 입력 장치에 입력 받은 사용자 명령을 전자 장치로 전달하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 실시예들은 펜, 커버, 키보드 독 등의 입력 장치를 통해 입력 받은 사용자 명령을 스마트 폰, 스마트 패드, 웨어러블 장치, 태블릿 컴퓨터, 퍼스널 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 스마트 가전 기기 등 다양한 형태의 전자 장치로 전달할 수 있다. 이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 일실시예에 따른 입력 장치 및 전자 장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 입력 장치(110) 및 전자 장치(120)가 도시되어 있다.

입력 장치(110)는 사용자에 의해 입력된 명령을 전자 장치(120)로 전달하는 장치로서, 예를 들어, 입력부(111) 및 자기장 생성부(112)를 포함한다. 입력 장치(110)는 도 1에 도시된 바와 같이 펜 형태일 수 있다. 펜 형태의 입력 장치(110)는 전자 장치(120)에 문자를 쓰거나 또는 전자 장치(120)에 표시된 객체를 클릭하거나 드래그하는 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 다만, 도 1에 도시된 입력 장치(110)의 형태는 일실시예에 따른 예시적인 사항일 뿐, 입력 장치(110)의 형태가 이에 한정되지 않는다.

입력부(111)는 입력 장치(110)의 일반적인 용도 외에 사용자로부터 미리 결정된 명령을 입력 받을 수 있는 장치로서, 예를 들어, 입력 장치(110)에 구비된 버튼, 노브, 다이얼 및 슬라이더 등을 포함하고, 입력 장치(110)의 일부분(예컨대, 상단, 중단, 하단 등)에 위치할 수 있다. 도 1에서는 버튼 형식의 입력부(111)가 입력 장치(110)의 상단에 위치하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 일실시예에 따른 예시적인 사항일 뿐, 입력부(111)의 형태 및 위치가 이에 한정되지 않는다.

여기서, 미리 결정된 명령은 버튼에 대한 푸시, 노브 또는 다이얼에 대한 회전, 슬라이더에 대한 위치 이동 등을 포함할 수 있다. 사용자는 일반적인 용도로 입력 장치(110)을 사용하지 않더라도 입력부(111)를 통해 미리 결정된 명령을 손쉽게 전자 장치(120)로 전달할 수 있다.

자기장 생성부(112)는 자기장을 생성할 수 있는 장치로서, 예를 들어, 영구 자석을 포함할 수 있다. 여기서, 영구 자석은 고체로 국한되지 않고 액체 자석일 수도 있다. 경우에 따라서, 자기장 생성부(112)에는 강자성체, 반자성체가 더 포함될 수도 있다. 이하, 자기장 생성부(112)와 영구 자석은 설명의 편의를 위해 혼용되어 사용될 수 있다.

자기장 생성부(112)에서 생성된 자기장은 전자 장치(120)로 전달될 수 있다. 입력부(111)에 미리 결정된 명령이 입력되는 경우, 자기장 생성부(112)는 입력 장치(110)의 일반적인 사용으로 발생하는 자기장의 기준 변화 패턴과 구별되도록 자기장에 변화 패턴을 생성할 수 있다.

예를 들어, 자기장 생성부(112)는 미리 결정된 임계 속도보다 빠른 속도로 이동 또는 회전하거나, 미리 결정된 각도로 회전하거나, 내장된 자석 쌍극자의 이동 성분 및 회전 성분 간의 비율이 미리 결정된 비율(예컨대, 이동 성분보다 회전 성분이 현저히 많은 비율)에 대응되도록 움직이거나, 또는 자기장의 출렁임 패턴이 발생되도록 진동함으로써, 자기장에 변화 패턴을 생성할 수 있다.

전자 장치(120)는 디스플레이(121), 센서 및 프로세서를 포함할 수 있다. 전자 장치(120)는 입력 장치(110)로부터 전달되는 사용자의 명령에 기초하여 일정한 동작을 수행할 수 있다.

센서는 주변 자기장을 감지하는 자기장 센서로서, 예를 들어, 3축 자기장 센서(130), 선형 자기장 센서들(131, 132)을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 센서는 일실시예에 따른 예시적인 사항일 뿐, 전자 장치(120)에 포함된 센서의 형태 및/또는 개수가 이에 한정되지 않는다. 센서는 자기장 발생부(112)에서 생성된 자기장을 감지함으로써, 3차원 공간상에서의 자기장 발생부(112)의 위치 (x, y, z) 및 회전 방향 (roll, pitch, yaw)을 결정할 수 있다. 여기서, roll 성분은 자기장 발생부(112)가 Z축을 중심으로 회전하는 정도를 나타내고, pitch 성분은 자기장 발생부(112)가 X축을 중심으로 회전하는 정도를 나타내며, yaw 성분은 자기장 발생부(112)가 Y축을 중심으로 회전하는 정도를 나타낸다.

사용자가 펜 형태의 입력 장치(110)을 손으로 들고 전자 장치(120)에 필기를 하거나, 전자 장치(120)의 디스플레이(121) 상에 표시된 객체를 클릭 또는 드래그하는 경우, roll 성분, pitch 성분에 변화가 발생하고, 상대적으로 yaw 성분에 대해서는 변화가 거의 없게 된다. 따라서, 입력부(111)에 미리 결정된 명령이 입력되는 경우에 기초하여 yaw 성분에 급격한 변화를 발생시키면, 전자 장치(120)는 yaw 성분의 급격한 변화를 센서를 통해 감지함으로써, 사용자로부터 미리 결정된 명령이 입력되었는지 여부를 판단할 수 있다.

이러한 yaw 성분은 3축 자기장 센서(130)의 출력 값(Bx, By, Bz) 및 선형 자기장 센서들(131, 132)의 출력 값(B1, B2)에 기초하여 자기장 발생부(112)의 위치 (x, y, z) 및 회전 방향(roll, pitch, yaw)을 측정함으로써 결정될 수 있다. 전자 장치(120)는 yaw 성분을 통해 자기장 발생부(112)가 Y축을 기준으로 회전한 정도를 결정할 수 있고, Y축을 기준으로 회전한 정도가 미리 결정된 임계 값(예컨대, 임계 회전 각도 또는 임계 회전 속도)을 초과하는 경우, 입력부(111)에 미리 결정된 명령이 입력된 것으로 판단할 수 있다.

센서에서 측정된 자기장 값(Bx, By, Bz, B1, B2)은 자기장 발생부(112)의 공간상 위치와 회전 방향에 따라 생성되는 자기장 값을 기술하는 비선형함수 B에 기초하여 아래의 수학식 1과 같이 결정될 수 있다.

이 때, 자기장 발생부(112)에 의해 형성되는 자기장은 자석의 쌍극자를 축으로 한 회전 대칭성을 가지므로, 자석의 쌍극자와 평행한 X축을 중심으로 회전한 정도를 나타내는 pitch 성분에 영향을 받지 않는다. 따라서, 수학식 1은 다음과 같이 표현될 수 있다.

즉, 전자 장치(120)에 5개 이상의 센서가 포함된 경우, 전자 장치(120)는 센서의 출력 값들을 이용하여 수학식 2의 5개의 미지수들 (x, y, z, roll, yaw)을 풀 수 있으며, 이 때 비선형 최적화 기법 등이 적용될 수 있다. 전자 장치(120)는 결정된 yaw 성분 값으로부터 Y축을 기준으로 한 회전 정도를 판단할 수 있고, 판단된 회전 정도가 미리 결정된 임계 값(예컨대, 임계 회전 각도 또는 임계 회전 속도)을 초과하는 경우, 입력부(111)에 사용자로부터 미리 결정된 명령이 입력된 것으로 판단할 수 있다.

경우에 따라서는, 사용자가 직접 입력 장치(110)를 Y축을 기준으로 회전시키는 제스쳐를 취한 경우, 전자 장치(120)는 사용자가 입력부(111)에 미리 결정된 명령을 입력한 것으로 판단할 수도 있다.

도 2a 내지 도2d는 일실시예에 따른 입력 장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 2a를 참조하면, 일실시예에 따른 입력 장치(200)의 단면도가 도시되어 있다.

일실시예에 따른 입력 장치(200)는 터치 펜일 수 있다. 입력 장치(200)는 펜 촉(210), 입력부(220) 및 자기장 발생부(230)를 포함할 수 있다. 자기장 발생부(230)는 자석을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 실린더 형태일 수 있다. 자기장 발생부(230)가 두 개의 회전축들(240, 250)에 연결됨으로써, 자기장 발생부(230)는 두 개의 회전축들(240, 250)에 기초하여 입력 장치(200)의 장축(예컨대, 도 1에 도시된 Y축)을 중심으로 회전할 수 있다. 자기장 발생부(230)는 입력 장치(200)의 장축에 수직하도록 N극과 S극을 포함할 수 있다. 그래서, 자기장 발생부(230)가 장축을 기준으로 회전함에 따라 입력 장치(200)의 일반적인 사용으로 발생하는 자기장의 기준 변화 패턴과 구별되는 자기장의 변화 패턴을 생성할 수 있다.

사용자가 제1 화살표 방향(221)으로 버튼 형식의 입력부(220)를 누르는 경우, 입력부(220)가 일정한 거리만큼 입력 장치(200) 내부로 이동하면서, 회전축(250)을 밀어내게 된다. 이 때, 회전축(250)은 돌기(251)를 포함하고, 회전축(250)을 지지하는 가이드(260)에는 돌기(261)가 안착되는 나사선 홈(261)이 파여져 있다. 입력부(220)가 제1 화살표 방향(221)으로 이동하면서 회전축(250)을 밀어내는 경우, 돌기(251)는 나사선 홈(261)을 따라 회전축(250)을 제2 화살표 방향(241)으로 회전시키게 되고, 회전축(250)에 연결된 자기장 발생부(230)도 함께 회전하게 된다. 이 때, 자기장 발생부(230)의 N극/S극의 쌍극자가 빠르게 회전하면서 자기장에 변화 패턴을 생성하며, 생성된 자기장의 변화 패턴은 입력 장치(200)의 일반적인 사용으로 발생되는 자기장의 기준 변화 패턴과 구별될 수 있다.

사용자가 제1 화살표 방향(221)으로 입력부(220)를 누른 손을 뗀 경우에는, 자기장 발생부(230) 및 두 개의 회전축들(240, 250)은 격실(242)에 포함된 스프링에 의해 원래 위치로 복귀할 수 있다.

도 2b를 참조하면, 다른 일실시예에 따른 입력 장치(200)의 단면도가 도시되어 있다.

다른 일실시예에 따른 터치 펜 형태의 입력 장치(200)는 펜촉(210), 입력부(220) 및 자기장 발생부(230)를 포함할 수 있다. 도 2a의 입력 장치(200)와 달리, 도 2b에 도시된 입력 장치(200)에서는 입력부(220)가 펜촉(210)에 인접하게 배치될 수 있다. 그래서, 사용자가 입력 장치(200)를 이용하여 전자 장치에 문자를 쓰거나 또는 전자 장치에 표시된 객체를 클릭하거나 드래그하는 등 입력 장치(200)가 전자 장치를 누르는 경우, 누르는 힘이 펜촉(210)으로 전달될 수 있다. 누르는 힘에 의해 펜촉(210)과 펜촉(210)과 연결된 입력부(220)가 함께 제1 화살표 방향(221)으로 일정 거리만큼 이동하게 된다. 입력부(220)가 제1 화살표 방향(221)으로 이동함에 따라, 회전축(250)도 함께 이동하게 되는데, 가이드(260)에 포함된 나사선 홈(261)으로 인해 회전축(250)이 제2 화살표 방향(241)으로 회전하게 된다. 자기장 발생부(230)는 회전축(250)과 연결되어 회전축(250)의 회전에 기인하여 함께 제2 화살표 방향(241)으로 회전하게 된다. 이 때, 자기장 발생부(230)의 N극/S극 쌍극자가 빠르게 회전하면서 자기장에 변화 패턴을 생성하고, 생성된 자기장의 변화 패턴은 입력 장치(200)의 일반적인 사용으로 발생되는 자기장의 기준 변화 패턴과 구별될 수 있다.

입력 장치(200)가 전자 장치로부터 떨어지는 경우, 펜촉(210)을 누르는 힘이 사라지게 되고, 펜촉(210)과 입력부(220)는 중력 및/또는 격실(242)에 구비된 스프링에 의해 원래 위치로 복귀할 수 있다.

전자 장치는 자기장 발생부(230)의 회전에 의해 발생한 자기장의 변화 패턴을 감지함으로써, 펜촉(210)에 연결된 입력부(220)의 눌림 정도를 식별할 수 있다. 전자 장치는 입력부(220)의 눌림 정도에 기초하여 필압을 결정하고, 결정된 필압에 따라 전자 장치에 표시되는 선의 굵기, 명도 등을 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 입력부(220)의 눌림 정도가 클수록 필압의 세기를 크게 결정하고, 전자 장치에 표시되는 선의 굵기를 더 굵게 결정하거나 선의 명도를 진하게 결정할 수 있다. 반대로, 전자 장치는 입력부(220)의 눌림 정도가 작을수록 필압의 세기를 작게 결정하고, 전자 장치에 표시되는 선의 굵기를 더 얇게 결정하거나 선의 명도를 엷게 결정할 수 있다.

도 2c를 참조하면, 또 다른 일실시예에 따른 입력 장치(200)의 단면도가 도시되어 있다.

다른 일실시예에 따른 터치 펜 형태의 입력 장치(200)는 펜촉(210), 입력부(220) 및 자기장 발생부를 포함할 수 있다. 자기장 발생부는 이동형 자석(230), 제1 고정형 자석(231), 제2 고정형 자석(232)을 포함하고, 입력부(220)는 제3 고정형 자석(223)을 포함할 수 있다. 이 때, 이동형 자석(230)은 연결된 두 개의 회전축들(240, 250)에 기초하여 입력 장치(200)의 장축(예컨대, 도 1에 도시된 Y축)을 중심으로 회전할 수 있다. 반면, 제1 고정형 자석(231), 제2 고정형 자석(232)은 입력 장치(200)에 대해 고정된 자석으로, 이동하거나 회전하지 않는다. 제3 고정형 자석(223)은 입력부(220)에 대해 고정된 자석으로, 입력부(220)가 이동함에 따라 제1 화살표 방향(221) 또는 그 반대 방향으로 이동할 수는 있으나, 회전되지는 않는다.

이동형 자석(230), 제1 고정형 자석(231), 제2 고정형 자석(232), 제3 고정형 자석(223)은 입력 장치(200)의 장축에 수직하도록 N극/S극이 착자될 수 있다. 이 때, 제1 고정형 자석(231)은 나머지 자석과는 다른 방향으로 N극/S극이 착자될 수 있다.

사용자가 제1 화살표 방향(211)으로 버튼 형식의 입력부(220)를 누르지 않은 경우, 제1 고정형 자석(231)의 자력과 제2 고정형 자석(232)의 자력이 이동형 자석(230)에 영향을 미칠 수 있다. 다만, 제1 고정형 자석(231)의 자력이 제2 고정형 자석(232)의 자력보다 강함에 따라, 이동형 자석(230)은 제1 고정형 자석(231)에 대응되도록 N극/S극을 배열시킬 수 있다.

사용자가 제1 화살표 방향(211)으로 버튼 형식의 입력부(220)를 누르는 경우, 입력부(220)에 포함된 제3 고정형 자석(223)이 제2 고정형 자석(232)에 인접하게 된다. 동일하게 N극/S극이 착자된 제2 고정형 자석(232)과 제3 고정형 자석(223) 간의 거리가 임계점보다 가깝게 되면, 제1 고정형 자석(231)이 이동형 자석(230)을 끌어당기는 힘보다 제2 고정형 자석(232)과 제3 고정형 자석(223)이 이동형 자석(230)을 끌어당기는 힘이 커지게 되어, 이동형 자석(230)은 제2 고정형 자석(232)에 대응되도록 N극/S극을 배열시키기 위해 급격히 회전할 수 있다. 이동형 자석(230)의 급격한 회전으로 인해 발생되는 자기장에 변화 패턴이 생성되고, 생성된 자기장의 변화 패턴은 입력 장치(200)의 일반적인 사용으로 발생되는 자기장의 기준 변화 패턴과 구별될 수 있다.

사용자가 제1 화살표 방향(221)으로 입력부(220)를 누른 손을 뗀 경우에는, 입력부(220)에 포함된 제3 고정형 자석(223)은 스프링(270)에 의해 원래 위치로 복귀하고, 제1 고정형 자석(231)이 이동형 자석(230)을 끌어당기는 힘이 제2 고정형 자석(232)과 제3 고정형 자석(223)이 이동형 자석(230)을 끌어당기는 힘보다 다시 커지게 된다. 그래서, 이동형 자석(230)은 제1 고정형 자석(231)에 대응되도록 N극/S극 배열을 복귀시키기 위해 회전할 수 있다. 이러한 이동형 자석(230)의 회전에 기인해서도 자기장에 변화 패턴이 생성되고, 생성된 자기장의 변화 패턴은 입력 장치(200)의 일반적인 사용으로 발생되는 자기장의 기준 변화 패턴과 구별될 수 있다. 일실시예에 따른 전자 장치는 자기장의 변화 패턴을 식별함으로써, 사용자에 의한 입력부(220)의 온/오프 동작을 구별할 수도 있다.

도 2d는 또 다른 일실시예에 따른 입력 장치(200)의 단면도가 도시되어 있다.

또 다른 일실시예에 따른 터치 펜 형태의 입력 장치(200)는 펜촉(210), 자기장 발생부(230) 및 스프링(270)을 포함할 수 있다. 도 2d에 도시된 자기장 발생부(230)은 입력 장치(200)의 장축에 평행하도록 N극/S극이 착자된 자석으로, 스프링(270)을 통해 입력 장치(210)의 상단과 하단에 연결될 수 있다.

사용자가 입력 장치(200)를 상하로 흔드는 경우, 자기장 발생부(230)는 화살표 방향(233)으로 진동하게 되며, 자기장 발생부(230)의 진동으로 인해 발생되는 자기장에 변화 패턴이 생성되고, 생성된 자기장의 변화 패턴은 입력 장치(200)의 일반적인 사용으로 발생되는 자기장의 기준 변화 패턴과 구별될 수 있다.

도 2a 내지 도 2d에 도시된 입력 장치(200)의 세부 구성은 일실시예에 따른 예시적인 사항일 뿐, 입력 장치(200)의 세부 구성이 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 2a 내지 도 2d에 도시된 스프링은 별도의 자석으로 대체될 수 있으며, 반대로, 도 2a 내지 도 2d에 도시된 자석은 별도의 스프링으로 대체될 수도 있다. 또한, 도 2a 내지 도 2d에서는 입력부가 입력 장치의 상단 또는 하단에 위치하는 것으로 도시되어 있으나, 입력부의 위치가 이에 제한되지 않으며, 입력 장치의 중단에 위치하여 자기장 발생부의 회전, 이동 등을 유발시킬 수도 있다. 또한, 도 2a, 2b, 2d에서는 입력 장치(200)에 하나의 영구 자석이 포함되고, 도 2c에서는 하나의 이동형 자석과 세 개의 고정형 자석이 포함되는 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시적인 사항일 뿐이고, 입력 장치(200)에서 자기장의 변화 패턴을 생성할 수 있는 다양한 자석/강자성체의 조합도 본 발명에 적용될 수 있다.

예를 들어, 도 2c에 도시된 제3 고정형 자석(223)은 입력 장치(200)의 내부가 아닌 외부에 위치할 수 있다. 사용자가 제3 고정형 자석(223)을 입력 장치(200)에 부착시키는 경우, 제3 고정형 자석(223)의 자력에 의해 입력 장치(200) 내부의 이동형 자석(230)의 움직임이 유발되고, 자기장의 변화 패턴이 생성될 수 있다. 전자 장치는 생성된 자기장의 변화 패턴을 감지함으로써, 제3 고정형 자석(223)이 입력 장치(200)에 부착되었는지 여부를 인식할 수 있다. 나아가, 서로 다른 크기의 자력을 가지는 복수의 제3 고정형 자석(223)이 존재할 수 있다. 복수의 제3 고정형 자석(223)이 서로 다른 크기의 자력을 가짐에 따라, 복수의 제3 고정형 자석(223)마다 입력 장치(200)에 부착 됨에 따라 발생하는 자기장의 변화 패턴의 크기가 서로 다를 수 있다. 전자 장치는 자기장의 변화 패턴의 크기를 식별함으로써, 복수의 제3 고정형 자석(223) 중에서 입력 장치(200)에 부착된 자석을 식별할 수 있고, 식별 결과에 따른 일정한 동작을 수행할 수 있다.

예를 들어, 도 2d에 도시된 자기장 발생부(230)는 하나의 스프링(270)에 연결되어, 입력 장치(200) 내에서 진동할 수 있다. 나아가, 자기장 발생부(230)는 구슬 형태의 영구 자석일 수 있고, 자기장 발생부(230)에 연결된 스프링(270)은 자기장 발생부(230)가 입력 장치(200)의 중간 부분을 중심으로 진동하도록, 입력 장치(200)의 중간 부분에 배치될 수 있다. 더 나아가, 입력 장치(200)는 스프링(270) 대신 고정형 자석을 포함할 수 있고, 구슬 형태의 영구 자석인 자기장 발생부(230)는 고정형 자석과 자기장 발생부(230) 간의 끌어당기는 힘에 기초하여 고정형 자석을 중심으로 진동할 수 있다.

도 3 및 도 4는 일실시예에 따라 입력 장치에서 생성되는 자기장의 크기를 제어하는 일례를 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 입력 장치(300)는 일렬로 배치된 자석(310) 및 강자성체(320)를 포함할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 자석(310)이 일렬로 배치되어 자석(310)의 N극, S극이 일렬로 정렬되고, 강자성체(320)가 자석(310)을 둘러싸도록 배치된 경우, 자석(310)에서 발생된 자속 F는 입력 장치(300) 외부로 출력되기 보다는 자석(310)과 강자성체(320)로 구성되는 루프 안에 머물게 된다. 입력 장치(300) 외부로 출력되는 자속 F가 감소됨에 따라, 입력 장치(300)는 전자 장치로 전달되는 자기장의 크기 및 입력 장치(300)의 표면에 생성된 자기장의 크기를 최소화할 수 있다. 이를 통해, 입력 장치(300)에 인접한 물체(예컨대, 신용카드의 마그네틱 등)가 손상되거나 입력 장치(300)가 주변의 자성물체를 끌어당김으로써 사용자 손이 그 사이에 끼는 상황이 방지될 수 있다.

전자 장치가 입력 장치(300)의 자기장을 감지할 수 있도록 입력 장치(300) 외부로 출력되는 자속 F를 다시 증가시키고자 하는 경우, 사용자는 노브(330)를 회전시킴으로써, 자석(310)의 배열을 변경시킬 수 있다. 사용자가 노브(330)를 회전시키는 경우, 노브(330)에 연결된 기어(340)가 회전하고, 기어(340)가 회전함에 따라 기어(340)와 연결된 자석(310)도 함께 회전할 수 있다.

도 4를 참조하면, 입력 장치(400)는 서로 평행하게 배치된 자석(410) 및 강자성체(320)를 포함할 수 있다. 도 4는 도 3에 도시된 입력 장치(300)의 노브(330)가 회전함에 따라 자석 배열이 변경된 입력 장치(300)의 상태를 나타낼 수 있다.

자석(410)이 서로 평행하게 배치됨에 따라, 강자성체(420)는 더 이상 자석(410)을 둘러싸지 못한다. 그래서, 자석(410)에서 발생된 자속 F는 자석(410)과 강자성체(420)로 구성되는 루프 안에 머물기 보다는 입력 장치(400) 외부로 출력된다. 입력 장치(400)는 전자 장치로 전달되는 자기장의 크기 및 입력 장치의 표면에 생성된 자기장의 크기를 최대화할 수 있다. 이를 통해, 전자 장치는 입력 장치(400)에서 출력되는 자기장을 용이하게 측정할 수 있다.

도 3 및 도 4에서는 입력 장치가 펜 형태인 것으로 도시되어 있으나, 이는 일실시예에 따른 예시적인 사항일 뿐 입력 장치의 형태가 이에 한정되지 않는다.

도 5 및 도 6은 일실시예에 따라 입력 장치에서 생성되는 자기장의 크기를 제어하는 다른 일례를 나타낸 도면이다.

도 5를 참고하면, 입력 장치(500)는 자석(510) 및 자석(510)을 둘러싸는 강자성체(520)를 포함할 수 있다.

강자성체(520)가 자석(510)을 둘러싸도록 배치됨에 따라, 자석(510)에서 발생된 자속 F는 입력 장치(500) 외부로 출력되기 보다는 자석(510)과 강자성체(520)로 구성되는 루프 안에 머물게 된다. 입력 장치(500) 외부로 출력되는 자속 F가 감소됨에 따라, 입력 장치(500)는 전자 장치로 전달되는 자기장의 크기 및 입력 장치(500)의 표면에 생성된 자기장의 크기를 최소화할 수 있다. 이를 통해, 입력 장치(500)에 인접한 물체(예컨대, 신용카드의 마그네틱 등)가 손상되거나 입력 장치(500)가 주변의 자성물체를 끌어당김으로써 사용자 손이 그 사이에 끼는 상황이 방지될 수 있다. 강자성체(520)가 자석(510)을 둘러싸도록 배치됨에 따라, 입력 장치(500)의 길이도 짧아지며, 입력 장치(500)의 휴대성이 강화될 수 있다.

전자 장치가 입력 장치(500)의 자기장을 감지할 수 있도록 입력 장치(500) 외부로 출력되는 자속 F를 다시 증가시키고자 하는 경우, 사용자는 강자성체(520)가 자석(510)을 둘러싸지 않도록 강자성체(520)를 회전시킬 수 있다.

도 6을 참고하면, 입력 장치(600)는 자석(610) 및 자석(610)과 직렬로 배치된 강자성체(620)를 포함할 수 있다. 도 6은 도 5의 강자성체(520)가 자석(510)을 둘러싸지 않도록 회전된 입력 장치(500)의 상태를 나타낼 수 있다.

강자성체(620)가 자석(610)과 직렬로 배치되도록 회전됨에 따라 더 이상 자석(610)을 둘러싸지 않게 된다. 그래서, 자석(610)에서 발생된 자속 F는 자석(610)과 강자성체(620)로 구성되는 루프 안에 머물기 보다는 입력 장치(600) 외부로 출력된다. 이를 통해, 전자 장치는 입력 장치(600)에서 출력되는 자기장을 용이하게 측정할 수 있다.

도 5 및 도 6에서는 입력 장치가 펜 형태인 것으로 도시되어 있으나, 이는 일실시예에 따른 예시적인 사항일 뿐 입력 장치의 형태가 이에 한정되지 않는다.

도 7 및 도 8은 일실시예에 따라 입력 장치에서 생성되는 자기장의 크기를 제어하는 또 다른 일례를 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, 입력 장치(700)는 서로 직렬로 배치된 제1 자석(710) 및 제2 자석(720)을 포함할 수 있다.

제1 자석(710)의 S극과 제2 자석(720)의 N극이 서로 인접하여 직렬로 배치됨에 따라, 제1 자석(710) 및 제2 자석(720)에서 발생한 자속 F는 입력 장치(700) 외부로 쉽게 출력될 수 있다. 이에 따라, 입력 장치(700)는 전자 장치로 전달되는 자기장의 크기 및 입력 장치(700)의 표면에 생성된 자기장의 크기를 최대화할 수 있고, 전자 장치는 입력 장치(700) 외부로 출력된 자기장을 용이하게 측정할 수 있다.

입력 장치(700)에 인접한 물체(예컨대, 신용카드의 마그네틱 등)가 손상되거나 입력 장치(700)가 주변의 자성물체를 끌어당김으로써 사용자 손이 그 사이에 끼는 상황을 방지하기 위해 입력 장치(700) 외부로 출력되는 자속 F를 감소시키고자 하는 경우, 사용자는 입력 장치(700)를 접을 수 있다.

도 8을 참조하면, 입력 장치(800)는 서로 평행하게 배치된 제1 자석(810) 및 제2 자석(820)을 포함할 수 있다. 도 8은 도 7의 입력 장치(700)를 접은 상태를 나타낼 수 있다.

입력 장치(800)가 접힌 상태에 있음에 따라, 제1 자석(810)의 N극은 제2 자석(820)의 S극과 인접하게 배치되고, 제1 자석(810)의 S극은 제2 자석(820)의 N극과 인접하게 배치된다. 그래서, 제1 자석(810)과 제2 자석(820)에서 발생한 자속 F는 입력 장치(800) 외부로 출력되기 보다는 제1 자석(810)과 제2 자석(820)에 의해 생성된 루프 안에 머물게 된다. 이를 통해, 입력 장치(800) 외부로 출력되는 자속 F가 감소되고, 입력 장치(800)는 전자 장치로 전달되는 자기장의 크기 및 입력 장치(800)의 표면에 생성된 자기장의 크기를 최소화할 수 있다.

도 7 및 도 8에서는 입력 장치가 펜 형태인 것으로 도시되어 있으나, 이는 일실시예에 따른 예시적인 사항일 뿐 입력 장치의 형태가 이에 한정되지 않는다.

도 9 내지 도 12는 일실시예에 따라 입력 장치에 포함된 자기장 발생부 구조에 대한 예시들을 나타낸 도면이다.

도 9를 참조하면, 자석(910)을 포함하는 일반적인 입력 장치(900)가 도시된다.

자석(910)은 자속 F를 발생시키는데, 발생된 자속 F는 자석(910)의 양 끝단에 집중되며, 특히 끝단 중에서도 모서리 부분에서 출력되는 자속 F의 밀도가 높은 편이다.

도 10을 참조하면, 입력 장치(1000)는 대롱 형태 같은 단면을 갖는 외관 안에 구비되는 서로 다른 단면적을 가지는 자석들(1010)을 포함한다. 자석들(1010) 중에서 단면적이 큰 자석일수록 중앙에 배치되고, 단면적인 작은 자석일수록 끝 단에 배치된다. . 즉, 자속이 집중되는 자극에 해당하는 부분의 단면적을 작게 하여, 자극이 외관과 멀어지게 배치한다.

이러한 구조를 통해, 자극이 외관의 표면과 멀어져 외관 표면에 미쳐지는 자기력이 약해지고 자석들(1010)에서 발생된 자속 F은 각 자석의 끝 단에 분산되어 출력될 수 있고, 자속 F가 자석의 양 끝단에 밀집되어 출력되는 현상이 방지될 수 있다. 자석들(1010)에서 발생되는 전체 자속을 감소시키는 것이 아니기에 전자 장치에서 측정되는 자기장의 크기에 대한 영향은 미미할 수 있다.

도 10에서는 복수의 자석들(1010)이 도시되어 있지만, 이는 예시적인 사항일 뿐, 도 10에 도시된 구조는 하나의 자석으로 구현될 수도 있다.

도 11을 참조하면, 입력 장치(1100)는 일정한 구조의 자석(1110)을 포함할 수 있다.

자석(1110)의 중간 부분은 일정한 단면적을 가지나, 자석(1110)의 양 끝 부분은 끝 단으로 갈수록 작아지는 단면적을 가질 수 있다. 이 경우에도, 자속 F가 양 끝 단에 밀집되어 출력되는 현상이 방지될 수 있다.

도 12을 참조하면, 입력 장치(1200)는 자석(1210)과 자석(1210)의 양 끝 단에 배치된 강자성체(1220)를 포함할 수 있다.

일정한 단면적을 가지는 자석(1210)과 끝 단으로 갈수록 작아지는 단면적을 가지는 강자성체(1220)가 결합됨으로써, 도 11의 경우와 같이, 자속 F가 양 끝 단에 밀집되어 출력되는 현상을 방지할 수 있다.

도 10 내지 도 12에 도시된 입력 장치는 전자 장치로 전달되는 자기장의 크기를 감소시키지 않으면서도, 입력 장치 표면에 생성된 자기장의 크기를 최소화시킬 수 있다.

특히, 도 11 및 도 12의 경우에서는 입력 장치 표면의 자속 밀도를 낮추는 효과뿐만 아니라, 단면적이 좁은 양 끝단으로 자속 분포를 집중시킴으로써 자속 분포를 예측하기 위한 모델링을 막대 자석과 유사하게 단순화시킬 수 있다. 막대 자석과 유사한 모델링을 이용함으로써, 입력 장치의 위치 및 회전 방향을 예측하기 위한 계산량을 효과적으로 감소시키면서도 정확도를 향상시킬 수 있다.

도 10 내지 도 12에 도시된 자석의 형태는 일실시예에 따른 예시적인 사항일 뿐, 입력 장치에 포함된 자석의 형태는 이에 한정되지 않고, 다양한 형태(원기둥, 직사각형, 다각형, 원뿔, 다각뿔 등)가 적용될 수 있다. 또한, 도 10 내지 도 12에서는 입력 장치가 펜 형태인 것으로 도시되어 있으나, 이는 일실시예에 따른 예시적인 사항일 뿐 입력 장치의 형태가 이에 한정되지 않는다.

또한, 입력 장치의 표면에 생성된 자기장의 크기는 자기장 발생부와 입력 장치의 표면 간의 거리에 기초하여 제어될 수도 있다. 예를 들어, 자기장 발생부는 도 9에 도시된 형태의 막대 자석을 포함하고, 막대 자석의 양 끝단에 자속 F가 집중될 수 있다. 반면, 입력 장치는 막대 자석의 양 끝단으로 갈수록 두꺼워지도록 설계될 수 있다. 이를 통해, 자속 F가 집중되는 막대 자석의 양 끝단과 입력 장치의 표면 간의 거리는 막대 자석의 중단과 입력 장치의 표면 간의 거리보다 길어지고, 입력 장치는 아령 형태를 가질 수 있다. 다시 말해, 입력 장치의 형상을 변형함으로써, 자기장 발생부의 형태를 그대로 유지하면서도 입력 장치의 표면에 생성된 자기장의 크기를 감소시킬 수 있다.

도 13 및 도 14는 일실시예에 따라 자기장의 출렁임 패턴을 생성하는 일례를 나타낸 도면이다.

도 13을 참조하면, 사용자가 입력부(1310)를 누르지 않은 상태의 입력 장치(1300)가 도시된다.

자기장 발생부는 이동형 자석(1330), 제1 고정형 자석(1340) 및 제2 고정형 자석(1350)을 포함할 수 있다. 이동형 자석(1330)은 구슬형 자석으로, 방(1320) 내부에 위치하며, 특정 위치에 부착되지 않아 힘이 작용하지 않으면 방(1320) 내부에서 자유롭게 움직일 수 있다. 제1 고정형 자석(1340)과 제2 고정형 자석(1350)은 서로 다른 크기의 장력을 가지며, 제1 고정형 자석(1340)이 제2 고정형 자석(1350)보다 자력의 세기가 강할 수 있다. 제1 고정형 자석(1340)은 입력부(1310)에 부착되고, 제2 고정형 자석(1350)은 방(1320)의 외벽에 부착될 수 있다.

도 13은 사용자가 입력부(1310)을 누르지 않은 상태를 나타내고, 이 때, 제1 고정형 자석(1340)의 자력이 제2 고정형 자석(1350)의 자력보다 강함에 따라, 이동형 자석(1330)은 제1 고정형 자석(1340)에 인접하게 위치할 수 있다.

도 14를 참조하면, 사용자가 입력부(1410)를 누른 상태의 입력 장치(1400)가 도시된다.

사용자가 입력부(1410)를 아래로 누른 경우, 제1 고정형 자석(1440)은 입력부(1410)와 함께 아래로 이동하게 되어 이동형 자석(1430)과 멀어지게 된다. 제1 고정형 자석(1440)과 이동형 자석(1430) 간의 거리가 임계점을 넘게 되면, 제1 고정형 자석(1440)이 이동형 자석(1430)을 끌어당기는 힘보다 제2 고정형 자석(1450)이 이동형 자석(1430)을 끌어당기는 힘이 훨씬 커져, 이동형 자석(1430)이 제2 고정형 자석(1450)으로 급격히 이동하게 된다. 이러한 급격한 이동으로 이동형 자석(1430)은 제2 고정형 자석(1450)에 부착되어 진동하게 된다. 이동형 자석(1430)의 진동으로 입력 장치(1400) 외부로 출력되는 자기장의 출렁임 패턴이 생성된다. 다만, 이동형 자석(1430)의 진동이 시간이 지남에 따라 점차 감소하게 되므로, 입력 장치(1400) 외부로 출력되는 자기장의 출렁임 패턴의 크기도 점차 감소할 수 있다.

전자 장치는 내장된 센서를 통해 입력 장치(1400) 외부로 출력되는 자기장의 출렁임 패턴을 감지함으로써, 이동형 자석(1430)의 진동 여부를 확인할 수 있고, 이를 통해, 입력부(1410)에 미리 결정된 명령(예컨대, 버튼의 눌림)이 입력되었는지 여부를 식별할 수 있다.

도 15 내지 도 17은 일실시예에 따라 자기장의 출렁임 패턴을 생성하는 다른 일례를 나타낸 도면이다.

도 15를 참조하면, 제1 자기장 발생부를 포함하는 전자 장치(1510)가 도시되어 있다. 전자 장치(1510)는 제2 자기장 발생부를 포함하는 커버의 열림/닫힘을 식별할 수 있다.

제1 자기장 발생부는 이동형 자석(1530), 제1 고정형 자석(1540) 및 제2 고정형 자석(1550)을 포함할 수 있다. 이동형 자석(1530)은 구슬형 자석으로, 방(1520) 내부에 위치하며, 특정 위치에 부착되지 않아 힘이 작용하지 않으면 방(1520) 내부에서 자유롭게 움직일 수 있다. 제1 고정형 자석(1540)과 제2 고정형 자석(1550)은 서로 다른 크기의 장력을 가지며, 제1 고정형 자석(1540)이 제2 고정형 자석(1550)보다 자력의 세기가 강할 수 있다. 제1 고정형 자석(1540)과 제2 고정형 자석(1550)은 방(1520) 외벽의 서로 다른 위치에 부착되는데, 이 때, 제1 고정형 자석(1540)과 제2 고정형 자석(1550)은 서로 다른 방향으로 N극/S극을 포함할 수 있다.

도 15는 전자 장치(1510)의 커버가 닫혀지지 않은 상태를 나타내고, 이 때, 제1 고정형 자석(1540)의 자력이 제2 고정형 자석(1550)의 자력보다 강함에 따라, 이동형 자석(1530)은 제1 고정형 자석(1540)에 인접하게 위치할 수 있다.

도 16을 참조하면, 커버(1660)가 닫혀지는 상태의 전자 장치(1610)가 도시된다.

커버(1660)는 제2 자기장 발생부(1670)를 포함하는데, 커버(1660)가 닫힘에 따라, 제2 자기장 발생부(1670)는 제2 고정형 자석(1650)과 동일한 방향으로 자속이 발생되도록 배치될 수 있다. 다시 말해, 제2 자기장 발생부(1670) 및 제2 고정형 자석(1650)은 서로 직렬로 연결된 것처럼 배치될 수 있다.

제2 자기장 발생부(1670) 및 제2 고정형 자석(1650)의 배치에 기인하여, 제2 고정형 자석(1650) 및 제2 자기장 발생부(1670)가 이동형 자석(1630)을 끌어당기는 힘이 제1 고정형 자석(1640)이 이동형 자석(1630)을 끌어당기는 힘보다 강하게 되어, 이동형 자석(1630)은 제1 고정형 자석(1640)에서 제2 고정형 자석(1650)으로 급격히 이동하게 된다. 이러한 급격한 이동으로 이동형 자석(1630)은 제2 고정형 자석(1650)에 부착되어 진동하게 된다. 이동형 자석(1630)의 진동으로 제1 자기장 발생부에서 생성되는 자기장의 출렁임 패턴이 생성된다. 다만, 이동형 자석(1630)의 진동이 시간이 지남에 따라 점차 감소하게 되므로, 제1 자기장 발생부에서 생성되는 자기장의 출렁임 패턴의 크기도 점차 감소할 수 있다.

전자 장치(1610)는 내장된 센서를 통해 제1 자기장 발생부에서 생성된 자기장의 출렁임 패턴을 감지함으로써, 커버(1660)의 닫힘을 인식할 수 있다.

도 17을 참조하면, 커버(1760)가 열리는 상태의 전자 장치(1710)가 도시된다.

커버(1760)가 열림에 따라 제2 자기장 발생부(1770)가 제1 자기장 발생부의 제2 고정형 자석(1750)과 멀어지는 경우, 제1 고정형 자석(1740)이 이동형 자석(1730)을 끌어당기는 힘이 제2 고정형 자석(1750)이 이동형 자석(1730)을 끌어당기는 힘보다 크게 되어, 이동형 자석(1730)은 제2 고정형 자석(1750)에서 제1 고정형 자석(1740)으로 급격히 이동하게 된다. 이러한 급격한 이동으로 이동형 자석(1730)은 제2 고정형 자석(1750)에 부착되어 진동하게 된다. 이동형 자석(1730)의 진동으로 제1 자기장 발생부에서 생성되는 자기장의 출렁임 패턴이 생성된다.

전자 장치(1710)는 내장된 센서를 통해 제1 자기장 발생부에서 생성된 자기장의 출렁임 패턴을 감지함으로써, 커버(1760)의 열림을 인식할 수 있다.

커버의 개폐로 모두 자기장이 진동하는 출렁임 패턴이 생성되나, 커버의 개폐는 제1 고정형 자석과 제2 고정형 자석의 자력 크기가 서로 달라 이동형 자석(1730)의 출렁임 패턴의 크기가 다르다는 점, 최초 자기장 변화의 방향이 서로 다르다는 점 중 적어도 하나를 이용함으로써 서로 구분될 수 있다.

도 18 내지 도 20은 일실시예에 따라 자기장의 출렁임 패턴을 생성하는 또 다른 일례를 나타낸 도면이다.

도 18을 참조하면, 전자 장치(1810)는 이동형 자석(1820), 제1 고정형 자석(1830) 및 제2 고정형 자석(1840)으로 구성되는 제1 자기장 발생부를 포함하고, 커버(1850)는 제2 자기장 발생부(1851)를 포함할 수 있다.

제1 고정형 자석(1830) 및 제2 고정형 자석(1840)은 전자 장치(1810)에 대해 고정된 자석으로, 이동형 자석(1820) 주변의 고정된 위치에 배치될 수 있다. 제1 고정형 자석(1830)은 제2 고정형 자석(1840)보다 자력의 세기가 강하다.

이동형 자석(1820)은 원통형 자석으로 회전축(1821)을 중심으로 회전하게 되는데, 이동형 자석(1820)의 회전에 대해서는 도 19 내지 도 20을 참고하여 후술한다.

도 19을 참조하면, 커버(1950)가 닫혀지지 않은 상태의 전자 장치(1810) 및 커버(1950)의 단면도가 도시된다.

커버(1950)의 제2 자기장 발생부(1951)가 이동형 자석(1920)에서 먼 곳에 위치함에 따라, 제2 자기장 발생부(1951)의 자력이 이동형 자석(1920)에 미치는 영향은 미미할 수 있다. 이 경우, 제1 고정형 자석(1930)이 이동형 자석(1920)을 끌어당기는 힘이 제2 고정형 자석(1940)이 이동형 자석(1920)을 끌어당기는 힘보다 강함에 따라 이동형 자석(1920)은 제1 고정형 자석(1930)에 대응되도록 N극/S극을 배열할 수 있다. 이동형 자석(1920)은 회전축(1921)을 중심으로 N극/S극을 회전시킴으로써, 제1 고정형 자석(1930)에 대응되도록 N극/S극의 배열을 이동시킬 수 있고, N극/S극의 배열이 제1 고정형 자석(1930)에 대응됨에 따라 이동형 자석(1920)은 그 회전을 점차 감소시킬 수 있다.

도 20을 참조하면, 커버(2050)가 닫혀지는 상태의 전자 장치(2010)가 도시된다.

커버(2050)가 닫혀짐에 따라, 제2 자기장 발생부(2051)는 제2 고정형 자석(2040)이 인접하게 된다. 동일하게 N극/S극이 착자된 제2 자기장 발생부(2051)와 제2 고정형 자석(2040) 간의 거리가 임계점보다 가깝게 되면, 제1 고정형 자석(2030)이 이동형 자석(2020)을 끌어당기는 힘보다 제2 고정형 자석(2040) 및 제2 자기장 발생부(2051)가 이동형 자석(2020)을 끌어당기는 힘이 더 커지게 되어, 이동형 자석(2020)은 제2 고정형 자석(2040)에 대응되도록 N극/S극을 배열시키기 위해 급격히 회전할 수 있다. 이 때, 이동형 자석(2020)은 회전축(2021)을 중심으로 N극/S극을 회전시킬 수 있다.

이동형 자석(2020)의 급격한 회전으로 진동이 발생하고, 제1 자기장 발생부에서 생성되는 자기장의 출렁임 패턴이 생성된다. 전자 장치(2010)는 내장된 센서를 통해 제1 자기장 발생부에서 생성된 자기장의 출렁임 패턴을 감지함으로써, 커버(2050)의 닫힘을 인식할 수 있다.

반대로, 커버(2050)가 열려짐에 따라 제2 자기장 발생부(2051)가 제2 고정형 자석(2040)가 멀어지는 경우, 이동형 자석(2020)은 제2 고정형 자석(2040)이 아닌 제1 고정형 자석(2030)에 대응되도록 N극/S극을 급격히 회전시킬 수 있다.

이동형 자석(2020)의 급격한 회전으로 진동이 발생하고, 제1 자기장 발생부에서 생성되는 자기장의 출렁임 패턴이 생성된다. 전자 장치(2010)는 내장된 센서를 통해 제1 자기장 발생부에서 생성된 자기장의 출렁임 패턴을 감지함으로써, 커버(2050)의 닫힘을 인식할 수 있다.

커버(2050)의 개폐로 모두 자기장의 출렁임 패턴이 생성되나, 커버(2050)의 개폐는 제1 고정형 자석(2030)과 제2 고정형 자석(2040)의 자력 크기가 서로 다름에 따라 이동형 자석에 의해 생성되는 자기장의 출렁임 패턴의 크기가 다르다는 점, 최초 자기장 변화의 방향이 서로 다르다는 점 중 적어도 하나를 이용함으로써 구분될 수 있다.

도 18 내지 도 20에서는 이동형 자석을 기준으로 제1 고정형 자석과 제2 고정형 자석이 90도 각도로 배치된 구조가 도시되어 있으나, 이는 일실시예에 따른 예시적인 사항일 뿐, 이동형 자석, 제1 고정형 자석, 제2 고정형 자석을 포함하는 제1 자기장 발생부의 구조가 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 이동형 자석의 회전 각도/회전 속도를 극대화하기 위해, 제1 고정형 자석과 제2 고정형 자석은 이동형 자석을 기준으로 180도 각도로 배치될 수 있다. 이 경우, 제2 자기장 발생부는 커버의 닫힘에 따라 이동형 자석을 기준으로 제2 고정형 자석과 동일한 방향에 배치될 수 있다. 나아가, 전자 장치의 불필요한 두께 증가를 방지하기 위해, 제1 고정형 자석, 이동형 자석, 제2 고정형 자석을 연결하는 일직선이 전자 장치에 대해 비스듬하도록 제1 고정형 자석, 제2 고정형 자석이 배치될 수 있다. 이 경우, 제2 자기장 발생부는 커버의 닫힘에 따라 제1 고정형 자석, 이동형 자석, 제2 고정형 자석을 연결하는 일직선의 연장선 상에 배치될 수 있다.

도 15 내지 도 20에서는 커버의 개폐를 인식하는 예시에 대해 설명하였으나, 이러한 설명은 자석을 포함한 펜의 탈착에도 적용될 수 있다. 즉, 전자 장치의 수납부에 펜이 수납됨에 따라, 펜에 내장된 자석이 전자 장치에 포함된 자기장 발생부의 이동형 자석 진동을 야기할 수 있다. 반대로, 전자 장치에서 펜이 뽑힘에 따라, 펜에 내장된 자석이 전자 장치에 포함된 자기장 발생부의 이동형 자석 진동을 야기할 수 있다. 이러한 이동형 자석의 진동으로 발생하는 자기장의 출렁임 패턴을 식별함으로써, 전자 장치는 펜의 탈착을 인식할 수 있다. 마찬가지로, 도 15내지 도 20에서 전술한 설명은 키보드 독의 탈착에도 적용될 수 있다.

또한, 전자 장치는 이동형 자석에 의해 생성되는 자기장의 출렁임 패턴을 조절함으로써, 커버의 개폐와 펜/키보드 독의 탈착을 동시에 구분할 수도 있다.

또한, 도 13 내지 도 20에 도시된 전자 장치 및 입력 장치에 추가적으로 스프링, 래치 또는 다른 자석이 더 구비됨으로써, 커버, 펜, 키보드 독, 버튼의 움직임에 따라 야기되는 이동형 자석의 이동 및 진동을 효과적으로 구현시킬 수도 있다.

도 21은 일실시예에 따라 자기장을 이용한 입력 장치의 다른 일례를 나타낸 도면이다.

도 21을 참조하면, 전자 장치(2110) 및 입력 장치(2120)가 도시된다.

전자 장치(2110)는 센서를 포함하고, 센서를 통해 입력 장치(2120)에서 발생한 자기장을 감지할 수 있다. 이 때, 센서는 자기장을 감지할 수 있는 자기장 센서로서, 예를 들어, 3축 자기장 센서, 선형 자기장 센서 등을 포함할 수 있다. 전자 장치(2110)는 전면에 터치스크린을 포함하는 반면, 후면에는 하우징(2111)을 포함할 수 있다.

입력 장치(2120)는 자기장을 생성하는 자기장 발생부를 포함하는 장치로서, 예를 들어, 이어폰, 외부 스피커, 자기장 발생부를 포함한 타 전자 장치 등을 포함할 수 있다.

사용자는 손을 이용하여 입력 장치(2120)를 전자 장치(2110)의 하우징(2111)(예컨대, 전자 장치(2110)의 후면 등)에 접촉시킨 후, 하우징(2111)에 평행한 평면 상에서 입력 장치(2120)을 전후좌우로 움직일 수 있다. 하우징(2111)에 평행한 평면 상에서 움직이는 입력 장치(2120)의 자유도는 2이므로, 전자 장치(2110)의 센서에서 측정 가능한 자유도가 2 이상인 경우, 전자 장치(2110)는 입력 장치(2120)의 2차원 움직임으로 발생하는 자기장의 변화 패턴을 감지하여, 그에 대응하는 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(2110)는 입력 장치(2120)를 포인팅 장치로 이용할 수 있다.

또는, 입력 장치(2120)가 전자 장치(2110)의 하우징(2111)에 직접적으로 접촉되지 않더라도, 입력 장치(2120)가 일정한 방향을 유지한 채 공간 상에서 움직이는 경우, 전자 장치(2110)는 입력 장치(2120)에서 발생한 자기장의 변화 패턴을 감지하여, 그에 대응하는 동작을 수행할 수 있다.

경우에 따라서는, 전자 장치(2110)의 외부에 위치하는 입력 장치(2120)에 내장된 자기장 발생부를 위치의 기준 좌표로 하여 전자 장치(2110)의 움직임을 측정할 수도 있다. 구체적으로, 사용자가 전자 장치(2110)를 위치의 기준이 되는 입력 장치(2120) 주변에서 움직이는 경우, 전자 장치(2110)는 내장된 센서를 통해 입력 장치(2120)로부터 발생한 자기장을 측정하고, 측정된 자기장에 기초하여 전자 장치(2110)의 움직임(예컨대, 위치, 이동 방향 등)을 파악하며, 일정한 동작을 수행할 수 있다. 이 때, 전자 장치(2110) 자체가 포인팅 장치로 이용될 수 있다. 나아가, 전자 장치(2110)에서 측정된 자기장을 통해 파악한 전자 장치(2110)의 움직임을 유/무선 네트워크를 통해 타 전자 장치로 전송함으로써, 전자 장치(2110)가 타 전자 장치에 대한 포인팅 장치로 이용될 수도 있다.

도 22는 일실시예에 따라 입력 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 22를 참조하면, 일실시예에 따른 입력 장치의 동작 방법은 사용자로부터 미리 결정된 명령을 입력 받는 단계(2210) 및 미리 결정된 명령이 입력됨에 따라 전자 장치로 전달되는 자기장에 변화 패턴을 생성하는 단계(2220)를 포함한다.

도 22에 도시된 각 단계들에는 도 1 내지 도 21을 통하여 전술한 사항들이 그대로 적용되므로, 보다 상세한 설명은 생략한다.

도 23은 일실시예에 따라 전자 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.

일실시예에 따른 전자 장치는 고정형 자석에 대한 이동형 자석의 위치 변경에 기초하여 자기장의 변화 패턴을 생성하는 제1 자기장 발생부를 포함할 수 있다. 그리고, 이동형 자석의 위치 변경은, 제2 자기장 발생부를 포함하는 입력 장치가 전자 장치로 가까워지거나 또는 멀어지는 움직임에 기인할 수 있다.

일실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법은 복수의 고정형 자석들에 대한 이동형 자석의 위치 변경에 기초하여 자기장에 변화 패턴을 생성하는 단계(2310) 및 변화 패턴에 기초하여 전자 장치의 동작을 제어하는 단계(2320)를 포함하고, 이동형 자석의 위치는, 전자 장치 및 전자 장치에 대응하는 입력 장치 간의 상대적인 위치에 기초하여 변경된다.

도 23에 도시된 각 단계들에는 도 1 내지 도 21을 통하여 전술한 사항들이 그대로 적용되므로, 보다 상세한 설명은 생략한다.

이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

Claims (28)

1. 전자 장치에 대응하는 입력 장치에 있어서,
   사용자로부터 미리 결정된 명령을 입력 받는 입력부; 및
   상기 미리 결정된 명령이 입력됨에 따라 유발되는 영구 자석의 움직임에 기초하여 상기 전자 장치로 전달되는 자기장에 변화 패턴을 생성하는 자기장 발생부
   를 포함하는 입력 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 자기장 발생부는,
   상기 미리 결정된 명령을 제외한 입력 장치의 일반적인 사용으로 발생하는 자기장의 기준 변화 패턴과 구별되도록 상기 변화 패턴을 생성하는, 입력 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 기준 변화 패턴은,
   상기 전자 장치에 문자를 쓰거나 또는 상기 전자 장치에 표시된 객체를 클릭하거나 드래그하는 입력 장치의 일반적인 사용에 기초하여 생성되는, 입력 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 자기장의 변화 패턴은,
   상기 미리 결정된 명령에 대응하여, 상기 영구 자석이 미리 결정된 임계 속도보다 빠른 속도로 이동 또는 회전하거나, 상기 영구 자석이 미리 결정된 각도로 회전하거나, 상기 영구 자석이 쌍극자의 이동 성분 및 회전 성분 간의 비율이 미리 결정된 비율에 대응되도록 움직이거나, 또는 상기 영구 자석이 진동함으로써 생성되는, 입력 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 자기장 발생부는, 상기 입력 장치에 부착되고 서로 다른 세기의 자력을 가지는 복수의 고정형 자석들 및 상기 입력 장치에 고정되지 않은 이동형 자석을 포함하고,
   상기 자기장 발생부는,
   상기 미리 결정된 명령에 기초하여 상기 복수의 고정형 자석들에 대한 상기 이동형 자석의 위치가 변경됨에 따라 상기 자기장의 변화 패턴을 생성하는, 입력 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 자기장 발생부는,
   상기 복수의 고정형 자석들에 대한 상기 이동형 자석의 위치가 변경됨에 따라 상기 이동형 자석이 진동함으로써 상기 자기장의 출렁임 패턴을 생성하는, 입력 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 입력부는, 상기 입력 장치에 구비된 버튼, 노브, 다이얼 및 슬라이더 중 적어도 하나를 포함하고,
   상기 미리 결정된 명령은,
   상기 버튼에 대한 푸시, 상기 노브 또는 다이얼에 대한 회전, 상기 슬라이더에 대한 위치 이동 중 적어도 하나를 포함하는, 입력 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 자기장 발생부는,
   강자성체를 더 포함하고,
   상기 미리 결정된 명령이 입력됨에 따라 유발되는 영구 자석 및 강자성체 중 적어도 하나의 움직임에 기초하여 상기 자기장에 변화 패턴을 생성하는, 입력 장치.
9. 전자 장치에 대한 입력 장치에 있어서,
   상기 전자 장치로 전달되는 자기장의 크기 및 상기 입력 장치의 표면에 생성된 자기장의 크기를 제어하는 자기장 발생부
   를 포함하고,
   상기 입력 장치의 표면에 생성된 자기장의 크기는, 상기 자기장 발생부에 포함된 하나 또는 둘 이상의 영구 자석 또는 영구 자석 및 강자성체 간의 배치구조를 통해 감소되거나, 상기 자기장 발생부와 상기 입력 장치의 표면 간의 거리가 제어됨으로써 감소되는 입력 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 자기장 발생부는,
    상기 자기장 발생부에 자석과 강자성체가 포함된 경우, 상기 자석과 강자성체 간의 상대적인 위치 변경에 기초하여 상기 전자 장치로 전달되는 자기장의 크기 및 상기 입력 장치의 표면에 생성된 자기장의 크기를 제어하거나,
    상기 자기장 발생부에 복수의 자석들이 포함된 경우, 상기 복수의 자석들 간의 상대적인 위치 변경에 기초하여 상기 전자 장치로 전달되는 자기장의 크기 및 상기 입력 장치의 표면에 생성된 자기장의 크기를 제어하는, 입력 장치.
11. 제9항에 있어서,
    상기 자기장 발생부는,
    상기 자기장 발생부의 중간 부분의 단면적이 끝 부분의 단면적보다 큰 구조를 가지는, 입력 장치.
12. 제9항에 있어서,
    상기 자기장 발생부는,
    상기 자기장 발생부의 중간 부분에서 끝 부분으로 갈수록 단면적이 작아지는 구조를 가지는, 입력 장치.
13. 입력 장치에서 생성된 자기장의 변화 패턴을 감지하는 센서; 및
    상기 자기장의 변화 패턴에 기초하여 전자 장치의 동작을 제어하는 프로세서
    를 포함하고,
    상기 자기장의 변화 패턴은,
    사용자로부터 미리 결정된 명령이 입력 장치로 입력됨에 따라 유발된 영구 자석의 움직임에 기초하여 생성되는 전자 장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 자기장의 변화 패턴은,
    상기 미리 결정된 명령을 제외한 입력 장치의 일반적인 사용으로 발생하는 자기장의 기준 변화 패턴과 구별되도록 생성되는, 전자 장치.
15. 복수의 고정형 자석들에 대한 이동형 자석의 위치 변경에 기초하여 자기장의 변화 패턴을 생성하는 제1 자기장 발생부; 및
    상기 자기장의 변화 패턴에 기초하여 전자 장치의 동작을 제어하는 프로세서
    를 포함하고,
    상기 이동형 자석의 위치는, 상기 제1 자기장 발생부 및 상기 전자 장치에 대응하는 입력 장치에 포함된 제2 자기장 발생부 간의 상대적인 위치에 기초하여 변경되는 전자 장치.
16. 제15항에 있어서,
    상기 자기장의 변화 패턴은,
    상기 제2 자기장 발생부 및 상기 제1 자기장 발생부 간의 상대적인 위치 변화에 기초하여 이동형 자석의 위치가 변경됨으로써 생성되는, 전자 장치.
17. 제15항에 있어서,
    상기 제2 자기장 발생부가 상기 제1 자기장 발생부에 가까워지는 경우, 상기 제2 자기장 발생부는, 상기 제1 자기장 발생부에 포함된 고정형 자석들 중 자력의 세기가 약한 제2 고정형 자석에 인접하게 배치되고,
    상기 이동형 자석은, 상기 제1 자기장 발생부에 포함된 고정형 자석들 중 자력의 세기가 강한 제1 고정형 자석에서 상기 제2 고정형 자석으로 이동하고,
    상기 제1 자기장 발생부는, 상기 이동형 자석의 이동에 기초하여 상기 자기장의 변화 패턴을 생성하는, 전자 장치.
18. 제15항에 있어서,
    상기 제1 자기장 발생부에 포함된 고정형 자석들 중 자력의 세기가 약한 제2 고정형 자석에 인접하게 배치된 제2 자기장 발생부가 상기 제1 자기장 발생부에서 멀어지는 경우, 상기 이동형 자석은, 상기 제2 고정형 자석에서 상기 제1 자기장 발생부에 포함된 고정형 자석들 중 자력의 세기가 강한 제1 고정형 자석으로 이동하고,
    상기 제1 자기장 발생부는, 상기 이동형 자석의 이동에 기초하여 상기 자기장의 변화 패턴을 생성하는, 전자 장치.
19. 제15항에 있어서,
    상기 제1 자기장 발생부는,
    상기 복수의 고정형 자석들에 대한 이동형 자석의 위치가 변경됨에 따라 이동형 자석이 진동함으로써, 상기 자기장의 출렁임 패턴을 생성하는, 전자 장치.
20. 제15항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 자기장의 변화 패턴에 기초하여 상기 입력 장치의 위치가 상기 전자 장치에 인접하는지 여부를 인식하고, 상기 인식 결과에 기초하여 상기 전자 장치의 동작을 제어하는, 전자 장치.
21. 전자 장치에 있어서,
    상기 전자 장치의 하우징에 맞닿은 입력 장치에서 생성된 자기장의 변화 패턴을 감지하는 센서; 및
    상기 자기장의 변화 패턴에 기초하여 전자 장치의 동작을 제어하는 프로세서
    를 포함하고,
    상기 자기장의 변화 패턴은,
    사용자에 의해 상기 입력 장치가 상기 전자 장치의 하우징에 맞닿은 상태로 움직임에 따라, 상기 입력 장치에 포함된 영구 자석으로부터 생성되는, 전자 장치.
22. 제21항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 자기장의 변화 패턴에 기초하여 상기 입력 장치의 움직임을 식별하고, 터치스크린에 표시된 객체의 움직임을 상기 입력 장치의 움직임에 기초하여 제어하는, 전자 장치.
23. 전자 장치에 대응하는 입력 장치의 동작 방법에 있어서,
    사용자로부터 미리 결정된 명령을 입력 받는 단계; 및
    상기 미리 결정된 명령이 입력됨에 따라 유발되는 영구 자석의 움직임에 기초하여 상기 전자 장치로 전달되는 자기장에 변화 패턴을 생성하는 단계
    를 포함하는 입력 장치의 동작 방법.
24. 제23항에 있어서,
    상기 자기장에 변화 패턴을 생성하는 단계는,
    상기 미리 결정된 명령을 제외한 입력 장치의 일반적인 사용으로 발생하는 자기장의 기준 변화 패턴과 구별되도록 상기 변화 패턴을 생성하는, 입력 장치의 동작 방법.
25. 제23항에 있어서,
    상기 자기장에 변화 패턴을 생성하는 단계는,
    상기 입력 장치에 부착되고 서로 다른 세기의 자력을 가지는 복수의 고정형 자석들에 대한 상기 입력 장치에 고정되지 않은 이동형 자석의 위치가 상기 미리 결정된 명령에 기초하여 변경됨에 따라 상기 자기장에 변화 패턴을 생성하는, 입력 장치의 동작 방법.
26. 복수의 고정형 자석들에 대한 이동형 자석의 위치 변경에 기초하여 자기장에 변화 패턴을 생성하는 단계; 및
    상기 변화 패턴에 기초하여 전자 장치의 동작을 제어하는 단계
    를 포함하고,
    상기 이동형 자석의 위치는, 상기 전자 장치 및 상기 전자 장치에 대응하는 입력 장치 간의 상대적인 위치에 기초하여 변경되는 전자 장치의 동작 방법.
27. 제26항에 있어서,
    상기 자기장에 변화 패턴을 생성하는 단계는,
    상기 복수의 고정형 자석들에 대한 이동형 자석의 위치가 변경됨에 따라 이동형 자석이 진동함으로써, 상기 자기장의 출렁임 패턴을 생성하는, 전자 장치의 동작 방법.
28. 제23항 내지 제27항 중에서 어느 하나의 항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.

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