WO2013122370A1 - 위치 측정장치 및 이를 이용한 위치정보 입력시스템 - Google Patents

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WO2013122370A1
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housing
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electronic device
electronic pen
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이재준
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(주)펜앤프리
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    • G06F3/043—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using propagating acoustic waves

Definitions

  • the present invention relates to a position measuring apparatus and a position information input system using the same, and more particularly, to a position measuring apparatus capable of accurately measuring the position of the electronic pen tip and a position information input system using the same.
  • a touch screen is a touch pad attached to a display to perform a function.
  • Such a touch screen is typically installed in a PDA (Persnal Digital Assistant), but as various devices become a GUI (Graphic User Interface), navigation, point-of-sale (POS) devices, and automatic teller machines (ATM) are provided. ), It is widely applied to electronic devices such as PMP (Portable Multimedia player) and mobile communication terminal.
  • PDA Personal Digital Assistant
  • GUI Graphic User Interface
  • POS point-of-sale
  • ATM automatic teller machines
  • a character, a symbol, or a picture is input using a user's finger, but a separate electronic pen may be used for accurate input.
  • a method of inputting a character or a symbol using the electronic pen is performed by touching an area of a touch screen on which a character or symbol desired to be input is located among characters or symbols displayed on a keyboard or a symbol collection panel displayed on a touch screen. By detecting pressure changes on the touch screen or the generation of static electricity, the desired symbols or characters will be displayed on the screen.
  • the characters or symbols appearing on the keyboard or the symbol collection board are arranged at close intervals, where the electronic pen or the user's finger touches on the touch screen. Frequently it is not possible to accurately detect the change in pressure or the occurrence of static electricity.
  • the object of the present invention devised in view of the above point is to improve the reliability of the product by accurately measuring the position of the character or symbol to be input in inputting the character or symbol into an electronic device having a screen.
  • the present invention provides a position measuring device and a location information input system using the same to prevent malfunctions and to shorten the time required for inputting a character or symbol so that the product can be conveniently used.
  • Position measuring apparatus for achieving the object of the present invention as described above, the position measuring unit for measuring the position of the electronic pen tip using a reference signal and the ultrasonic signal and inputs the position information of the electronic pen tip to the electronic device;
  • a fastening means having one end connected to the housing and the other end fastened to the electronic device to couple the housing to one side of the electronic device; It is characterized by including.
  • the fastening means may include an insertion member inserted into one side of the electronic device, and a connection member located on one side of the insertion member and connected to the housing.
  • the insertion member may be rotatably coupled to the connection member.
  • connection member may be rotatably fastened to the housing.
  • a plurality of fixing grooves are formed on the outer surface of the connection member to be spaced apart along a circumferential direction so as to maintain the connection member rotated at a predetermined angle with respect to the housing, and at one side of the housing As the connection member rotates, a fixing protrusion selectively inserted into the fixing groove may protrude.
  • the electronic pen may include a reference signal transmitter for transmitting the reference signal and an ultrasonic transmitter for transmitting the ultrasonic signal, and the position measuring unit may be provided at one side of the housing and transmitted from the reference signal transmitter.
  • the plurality of ultrasonic receivers may include a first ultrasonic receiver and a second ultrasonic receiver disposed on both sides of the reference signal receiver.
  • the connecting member and the housing may be fastened to each other by a joint part which allows the connecting member and the housing to be disposed on one straight line or at a predetermined angle.
  • the joint portion may be rotatable in a state where the first inclined surface formed at one end of the connection member, the second inclined surface formed at one end of the housing, and the plate surface of the first inclined surface and the second inclined surface are in contact with each other. It may include a protruding member protruding in the center of the inclined surface of any one of the first inclined surface and the second inclined surface, and the insertion hole is formed through the center of the other inclined surface to insert the protruding member.
  • a plurality of restraining protrusions protruded from one end of the first inclined surface and the second inclined surface in contact with each other are formed to protrude, and the plurality of restraining protrusions are selectively inserted into and detached from the other inclined surface. Constraints may be recessed.
  • the housing includes a rear cover forming an outer shape, a circuit board accommodated in the rear cover and electrically connected to the insertion member by being fixedly coupled to the rear cover, and a front cover fastened to the front of the rear cover. can do.
  • the insertion member may be provided with connecting terminals on both sides so as not to have a directionality when connecting the position measuring device to the electronic device.
  • one side of the front cover has a separate support member formed through the front cover to support the circumferential surface of the insertion member protruding toward the front of the front cover and the exposure hole for exposing both sides of the insertion member to the outside It may be provided.
  • the support member may be provided with a non-conductive sheet inserted into one side of the support member to shield the connection terminal provided on any one surface of the insertion member which is not used.
  • one side of the front cover may be provided with a switch that can block the electrical connection between the connection terminal and the electronic device provided on either side of the insertion member not used.
  • the housing may further include a communication unit configured to input position information of the electronic pen tip to the electronic device.
  • the insertion member is composed of a USB terminal
  • the communication unit may transmit the position information of the electronic pen tip measured by the position measuring unit to the electronic device by a wired communication method.
  • the communication unit may transmit the position information of the electronic pen tip measured by the position measuring unit to the electronic device by a wireless communication method.
  • the electronic pen for inputting the content to be displayed on the screen of the electronic device having a screen;
  • the position measuring device for measuring the position of the electronic pen tip; It is characterized by including.
  • the electronic pen may be provided with a reference signal transmitter for transmitting a reference signal received by the reference signal receiver of the position measuring device, and an ultrasonic transmitter for transmitting ultrasonic signals received by the ultrasonic receiver of the position measuring device. .
  • the position measuring device and the position information input system using the same allow the position of a character or symbol to be input accurately in inputting a character or symbol into an electronic device having a screen. It improves the reliability and at the same time prevents malfunctions, which shortens the time required to input characters or symbols, making it easy to use the product.
  • FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing the principle of positioning the electronic pen tip used in the present invention
  • Figure 2 is a perspective view showing the structure of the front of the position measuring device according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a perspective view showing the structure of the back of the position measuring device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a side cross-sectional view showing the structure of a position measuring device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a perspective view showing the structure of a position measuring device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view showing an exploded structure of the position measuring apparatus of FIG.
  • FIG. 7 is a perspective view showing the structure of a position measuring device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective view showing a structure of the position measuring device of FIG. 7 viewed from the left side;
  • FIG. 9 is an exploded perspective view showing an exploded position measuring apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a plan view showing the structure of the electronic pen used in the present invention.
  • FIG. 11 is a block diagram showing the electrical connection structure of the position information input system according to the present invention.
  • FIG. 12 is a state diagram showing a structure in which the position measuring device is applied to a tablet PC according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 13 is a state diagram illustrating a structure in which a position measuring device according to an embodiment of the present invention is applied to a notebook and used.
  • FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing the principle of position measurement of the electronic pen tip used in the present invention
  • Figure 2 is a perspective view showing the structure of the front surface of the position measuring device according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 4 is a perspective view showing the structure of the rear surface of the position measuring device according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a side cross-sectional view showing the structure of the position measuring device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a position measuring device according to another embodiment of the present invention.
  • 8 is a perspective view illustrating a structure of the position measuring apparatus of FIG.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view showing an exploded position measuring apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • 10 is a plan view showing the structure of the electronic pen used in the present invention
  • FIG. 11 is a block diagram showing the electrical connection structure of the position information input system according to the present invention
  • FIG. 13 is a use state diagram illustrating a structure in which a position measuring device is applied to a tablet PC and is used.
  • FIG. 13 is a use state diagram illustrating a structure in which a position measuring device is applied to a notebook. to be.
  • the position measuring apparatus by using the reference signal and the ultrasonic signal to measure the position of the tip of the electronic pen 140 and the position information of the tip of the electronic pen 140
  • the position measuring unit 100 input to the electronic device 10, 20, the housing 200 in which the position measuring unit 100 is installed, and the housing 200 are coupled to one side of the electronic device 10, 20.
  • One end is connected to the housing 200, and the other end is configured to include a fastening means 300 is fastened to the electronic device (10, 20).
  • Figure 1 looks at the position measurement principle of the electronic pen tip applied to the present invention.
  • the first ultrasonic receiver 120 and the second ultrasonic receiver 130 are located in opposite directions by L / 2 with respect to the infrared receiver 110. That is, the distance between the first ultrasonic receiver 120 and the second ultrasonic receiver 130 is L.
  • the distance between the electronic pen 140 and the first ultrasonic receiver 120 is 'L1'
  • the distance between the electronic pen 140 and the second ultrasonic receiver 130 is 'L2'.
  • the present invention uses the time delay generated between the infrared signal and the ultrasonic signal received from the electronic pen 140 by the position measuring device installed on the electronic device (10, 20) equipped with the screen (11, 21) L1 If the first distance information corresponding to the value and the second distance information corresponding to the L2 value are calculated, and using the first distance information, the second distance information, and the third distance information corresponding to the already set L value, the Pythagorean theorem is determined. It uses the principle that can accurately measure the two-dimensional position of the end of the electronic pen 140 on the screen (11, 21) or the writing surface.
  • the reference signal as a reference of the time delay for measuring the L1 value and the L2 value may be any signal as long as it is a signal transmitted at a speed of light, such as an infrared signal or an RF signal.
  • an infrared signal In the reference signal is used an infrared signal.
  • products to which the position measuring apparatus of the present invention can be applied include screens 11 and 21 such as PDA (Persnal Digital Assistant), navigation, Portable Multimedia player (PMP), mobile communication terminal, tablet PC and laptop. Any product can be applied as long as it is equipped.
  • PDA Personal Digital Assistant
  • PMP Portable Multimedia player
  • mobile communication terminal tablet PC and laptop. Any product can be applied as long as it is equipped.
  • FIG 2 to 4 show the structure of the position measuring device according to an embodiment of the present invention.
  • the position measuring unit 100 is a member for measuring the position of the tip of the electronic pen 140, and is provided on one side of the housing 100 so as to transmit a reference signal of the electronic pen 140 ( Reference signal receiving unit 110 for receiving the reference signal transmitted from 141, and a plurality of ultrasonic receiving unit 120 provided on one side to receive the ultrasonic signal transmitted from the ultrasonic transmitting unit 142 of the electronic pen 140. , 130).
  • the reference signal receiver 110 since the reference signal used in the present invention uses an infrared signal, the reference signal receiver 110 will hereinafter be referred to as an infrared receiver 110.
  • the infrared receiver 110 and the ultrasonic receiver 120 and 130 are sequentially spaced at regular intervals along the length direction.
  • the plurality of ultrasonic receivers 120 and 130 may include a first ultrasonic receiver 120 and a second ultrasonic receiver 130 disposed at both sides with respect to the infrared receiver 110, and the first ultrasonic receiver 120.
  • the distance to the infrared receiver 110 and the distance from the second ultrasonic receiver 130 to the infrared receiver 110 may be equally disposed.
  • the separation distance between the first ultrasonic receiver 120 and the second ultrasonic receiver 130 is 'L'
  • the distance from the first ultrasonic receiver 120 to the infrared receiver 110 and the second ultrasonic receiver is disposed at a position where the distance from 130 to the infrared receiver 110 becomes 'L / 2'.
  • the infrared receiver 110 is not necessarily disposed at a position that bisects the distance between the first ultrasonic receiver 120 and the second ultrasonic receiver 130, but may be disposed at another position capable of receiving a signal. .
  • the housing 100 is provided with a separate position measurement processor 150 to receive the infrared signal as the reference signal to the infrared receiver 110 and the ultrasonic signals to the plurality of ultrasonic receivers 120 and 130, respectively.
  • the difference in time serves to calculate the position of the tip of the electronic pen 140.
  • the fastening means 300 is provided to surround the other portion of the insertion member 310 and the insertion member 310, a part of which is inserted into one side of the electronic device (10, 20) and the electronic device (10, 20) and the housing It may be configured to include a connecting member 320 to be connected to the 200.
  • Insertion member 310 is inserted into a separate communication port provided on one side of the electronic device (10, 20) so that the electronic pen tip position measuring device of the electronic device according to the present invention is fixed to one side of the electronic device (10, 20) It plays a role.
  • the insertion member 310 is preferably formed in the same standard as the communication port so as not to play with the separate communication port provided on one side of the electronic device (10, 20) is coupled to be tightly engaged.
  • the insertion member 310 is a communication unit 500, when the communication unit 500 provides the location information of the tip of the electronic pen 140 to the electronic device (10, 20) by wireless communication such as Bluetooth communication of the electronic device (10, 20) Any member that is inserted into the port may be used.
  • the insertion member 110 is configured by the USB terminal having the same standard as the communication port. Without additional configuration for wireless communication, the position information of the tip of the electronic pen 140 is directly provided to the electronic device 10, 20.
  • a part of the insertion member 310 may be inserted into the communication port of the electronic device 10, 20, and the other part may be connected to the connection member 320 to which the housing 200 is coupled.
  • connection member 320 is a member connecting the insertion member 310 and the housing 200 so that the housing 200 may be disposed in a straight line with the insertion member 310 or at a predetermined angle.
  • the insertion member 310 may be rotatably coupled to the connection member 320 to change the position of the position measuring device when the position measuring device according to the present invention is attached to the electronic device.
  • the connecting member 320 and the housing 200 may be provided with a joint 400 between the connecting member 320 and the housing 200 to be arranged in a straight line or at a predetermined angle. have.
  • the joint part 400 may include a first inclined surface 410 formed at one end of the connecting member 320, a second inclined surface 420 formed at one end of the housing 100, a first inclined surface 410, and a second inclined surface.
  • Protruding member 430 formed in the center of one of the inclined surface of the first inclined surface 410 and the second inclined surface 420 so that the plate surface of the 420 is in contact with each other and the center of the other inclined surface It may be configured to include an insertion hole 440 is formed through the protrusion member 430 is inserted into.
  • the first inclined surface 410 and the second inclined surface 420 are each formed to be inclined at an angle of 45 degrees, so that when the connecting member 320 and the housing 200 are disposed on one straight line, the housing 200 is rotated. It is effective to allow the angle of the housing 200 to form the connection member 320 to form a vertical.
  • the long side of the electronic devices 10 and 20 and the rotated housing 200 may be arranged side by side so that the user may have the electronic device ( This is to allow a user to select a character, a figure, or draw a picture while looking at the screens 11 and 21 with the 10 and 20 laid vertically.
  • a plurality of restraining protrusions 411 having curved ends are protruded from one of the first inclined surface 410 and the second inclined surface 420, which are in contact with each other, and the resting protrusion 411 on the other inclined surface. ) May be recessed to form a plurality of restraint grooves 421 to be selectively inserted and removed.
  • the communication unit 500 transmits the position information of the tip of the electronic pen 140 calculated by the position measuring unit 100 to the electronic device 10, 20 to determine the position of the tip of the electronic pen 140. do.
  • the communication unit 500 transmits the position information of the tip of the electronic pen 140 measured by the position measuring unit 100 to the electronic device 10 or 20 by a wired communication method. Otherwise, the position information of the tip of the electronic pen 140 measured by the position measuring unit 100 may be transmitted to the electronic devices 10 and 20 by a wireless communication method such as Bluetooth communication.
  • the connecting member 330 of the position measuring device may be rotatably fastened to the housing 200, and the connecting member 330 may be connected to the housing 100. It is desirable to allow the rotated state to be maintained.
  • a plurality of fixing grooves 331 are formed on the outer surface of the connecting member 330 spaced apart a predetermined distance along the circumferential direction, and fixed to one side of the housing 200 in accordance with the rotation of the connecting member 330
  • the fixing protrusion 201 selectively inserted into the groove 331 may protrude.
  • the outer surface of the fixing protrusion 201 is preferably formed to be bent so that the fixing protrusion 201 can be easily separated from the fixing groove 331 in a state in which the fixing protrusion 201 is inserted into the fixing groove 331.
  • the outer surface of the fixing groove 331 is formed to be bent inward in a shape corresponding to the outer surface of the fixing protrusion 201 so that play does not occur in a state where the fixing protrusion 201 is inserted into the fixing groove 331. It is effective to make the surface contact.
  • FIG. 7 to 9 is a perspective view showing the structure of a position measuring apparatus according to another embodiment of the present invention, the same reference numerals are assigned to the same configuration as one embodiment and another embodiment of the present invention, Detailed description will be omitted.
  • the housing 200 of the position measuring device is accommodated in the rear cover 210 and the rear cover 210 to form an outer shape and the connection member 340 Is fixedly coupled may include a circuit board 230 electrically connected to the insertion member 310, and the front cover 220 is fastened to the front of the rear cover 210.
  • An accommodation space for accommodating the circuit board 230 is provided inside the rear cover 210, and an infrared receiver 110 and a first ultrasonic receiver of the position measuring unit 100 are provided on the rear surface of the rear cover 210. 120, the second ultrasonic receiver 130 is located, they are to be electrically connected to the circuit board 230 accommodated therein.
  • connection member 340 is fixedly coupled to one side of the front surface of the circuit board 230, and an insertion member 310 is attached to an end of the connection member 340 to protrude toward the front of the circuit board 230.
  • the insertion member 310 is provided with a connecting terminal on both sides thereof so as not to have a directionality when connecting the position measuring device to the electronic device (10, 20), the insertion member 310 is the front cover 220 When coupled to the rear cover 210 is provided to protrude through the front cover 220.
  • One side of the front cover 220 supports the circumferential surface of the insertion member 310 protruding forward of the front cover 220 by penetrating the front cover 220 to expose both sides of the insertion member 310 to the outside.
  • a separate supporting member 221 having an exposed hole 221a is provided.
  • the support member 221 is provided with a non-conductive sheet 222 inserted into one side of the support member 221 so as to shield the connection terminal provided on one side of the insertion member 310 which is not used to the outside. have.
  • the non-conductive sheet 222 is a plate-like member having the same area as one surface of the insertion member 310 is engaged with both sides of the support member 221 to be connected to the connection terminal provided on either side of the insertion member 310 In addition to preventing the electrical connection to the device (10, 20), and also to prevent the connection terminal from being damaged by an external impact.
  • a switch 223 that can cut off the electrical connection between the connection terminal and the electronic device 10, 20 provided on either side of the insertion member 310 which is not used It may be provided.
  • the switch 223 is an electrical connection between the connection terminal and the circuit board 230 which is not used by the user by manually locating the connection terminal that is not in contact with the electronic device 10, 20 and manually operating. Can be blocked.
  • the switch 223 recognizes the direction in which the insertion terminal 310 is inserted when the insertion terminal 310 is inserted into the electronic device 10, 20, and the connection terminal and the circuit board 230 which are not used in an automatic manner. It can also be implemented to break the electrical connection between them.
  • the position information input system for inputting the position information of the electronic pen tip to the electronic device using the position measuring device having the above-described configuration, the electronic device 10, 20 having the screen (11, 21)
  • the electronic pen 140 for inputting contents to be displayed on the screens 11 and 21 and a position measuring device for measuring the position of the tip of the electronic pen 140 are configured.
  • the configuration of the position measuring device is the same as the description of the position measuring device according to one embodiment, another embodiment, or another embodiment of the present invention, the description of the position measuring device described above will be referred to. It will be omitted.
  • the electronic pen 140 having a function of selecting or drawing a character or symbol to be input on the screens 11 and 21 includes an infrared ray transmitter 141 for transmitting an infrared signal; Also, an ultrasonic transmitter 142 for transmitting an ultrasonic signal and a contact detector 143 for detecting whether the tip of the electronic pen 140 contacts the writing surface is provided.
  • the infrared transmitter 141 and the ultrasonic transmitter 142 may be disposed in an area close to the end of the electronic pen 140 so as to accurately measure the position of the end of the electronic pen 140.
  • the infrared transmitter 141 and the ultrasonic transmitter 142 are configured to be supplied with power by a separate battery provided inside the electronic pen 140, and on one side of the electronic pen 140 to use the battery for a long time. It is effective that a separate power button (not shown) is provided.
  • FIGS. 12 and 13 A method of measuring the position of the electronic pen tip using the position information input system according to the present invention having such a configuration will be described with reference to FIGS. 12 and 13 as follows.
  • the insertion member 310 is inserted into a communication port of an electronic device 10 or 20 such as a tablet PC 10 or a notebook 20, and the housing 200 is rotated with respect to the connection member 120.
  • the devices 10, 20 and the housing 200 are arranged side by side.
  • the constraining protrusion 411 provided on the first inclined surface 410 is inserted into the constraining groove 412 provided on the second inclined surface 420 so that the housing ( Since the rotated state of the 200 is maintained, the housing 200 does not flow even when the electronic devices 10 and 20 are moved during use.
  • the fixing protrusion 201 is inserted into the fixing groove 331 and the housing 200 is rotated, the electronic device 10 or 20 is being used. Even if it moves, the housing 200 will not flow.
  • the infrared signal and the ultrasonic signal transmitted from the infrared transmitter 141 and the ultrasonic transmitter 142 of the electronic pen 140 are respectively irradiated with the infrared receiver 110. It is received by the first ultrasonic receiver 120 and the second ultrasonic receiver 130.
  • the infrared receiver 110 receives the infrared signal first, the ultrasonic signal is received by the first ultrasonic receiver 120 and the second ultrasonic receiver 130, respectively, according to the position of the electronic pen 140 The time at which the ultrasonic receiver 120 and the second ultrasonic receiver 130 receive the ultrasonic wave is changed.
  • the infrared radio wave propagation speed is 3 * 10 8 m / s, which is very fast compared to the ultrasonic air velocity of 340 m / s. see.
  • the predetermined distance between the first ultrasonic receiver 120 and the second ultrasonic receiver 130, the distance between the electronic pen 140 and the first ultrasonic receiver 120, and the tip and the electronic pen 140 Since the distance between the two ultrasonic receivers 130 is measured, the position of the tip of the electronic pen 140 is determined on the writing surface, and the position of the tip of the electronic pen 140 is determined by the position measuring processor 150 using Pythagorean theorem. Is calculated.
  • the measured position of the tip of the electronic pen 140 is provided to the electronic device 10, 20 by the communication unit 500.
  • the electronic pen 140 is touched on the screen 11, 21 or the writing surface in this state, Since the characters or symbols on the screens 11 and 21 are correctly selected, malfunctions can be prevented, thereby increasing the reliability of the product and reducing the time required to input the characters or symbols.
  • the electronic pen 140 in order to draw a picture using the electronic pen 140, the electronic pen 140 is not moved on the screen of the small mobile communication terminal to draw a picture.
  • the electronic pen 140 is moved on the writing surface of one side of the mobile communication terminal, the position of the tip of the electronic pen 140 is measured by the same method as described above, so that the drawing can be drawn in detail.

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Abstract

본 발명은 전자펜 팁의 위치를 정확하게 측정할 수 있는 위치 측정장치에 관한 것으로, 기준 신호와 초음파 신호를 이용하여 전자펜 팁의 위치를 측정하고 상기 전자펜 팁의 위치 정보를 전자기기로 입력하는 위치측정부와; 상기 위치측정부가 설치되는 하우징과; 상기 하우징을 상기 전자기기의 일측에 결합시키도록 일단이 상기 하우징과 연결되고, 타단이 상기 전자기기에 체결되는 체결수단을; 포함하여 구성됨으로써, 화면을 구비한 전자기기에 문자나 기호를 입력함에 있어서 입력되어야 할 문자의 기호의 위치가 정확하게 측정되도록 하여 제품의 신뢰도를 향상시킴과 동시에 오동작을 방지하여 문자나 기호를 입력하는데 소요되는 시간을 단축시켜 제품을 편리하게 사용할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

위치 측정장치 및 이를 이용한 위치정보 입력시스템
본 발명은 위치 측정장치 및 이를 이용한 위치정보 입력시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 전자펜 팁의 위치를 정확하게 측정할 수 있는 위치 측정장치 및 이를 이용한 위치정보 입력시스템에 관한 것이다.
일반적인 터치 스크린(Touch Screen)은 표시부에 터치패드(Touch pad)가 부착되어 기능을 발휘하는 것이다. 이러한 터치스크린은 PDA(Persnal Digital Assistant)에 장착되는 경우가 대표적이지만, 각종 기기가 GUI(Graphic User Interface)화 됨에 따라 네비게이션(Navigation), POS(Point-Of-Sale)기기, ATM(Automatic Teller Machine), PMP(Portable Multimedia player) 및 이동통신 단말기와 같은 전자기기에 광범위하게 적용되고 있다.
이러한 터치스크린의 경우에는 일반적으로 사용자의 손가락을 이용하여 문자나 기호 혹은 그림 등을 입력하는 경우가 대부분이지만 정확한 입력을 위하여 별도의 전자펜을 사용하는 경우도 있다.
이러한 전자펜을 이용하여 문자나 기호 등을 입력하는 방법은 터치 스크린에 표시되는 자판이나 기호모음판 등에 나타나는 문자나 기호들 중에서 입력을 원하는 문자나 기호가 위치하는 터치 스크린의 영역을 전자펜으로 터치하면 터치 스크린 상의 압력 변화나 혹은 정전기의 발생을 감지함으로써 원하는 기호나 문자가 화면에 디스플레이 될 것이다.
그런데, 이러한 종래의 문자나 기호 입력 방식에 있어서는, 크기가 한정된 터치 스크린으로 인하여 자판이나 기호모음판에 나타나는 문자나 기호가 조밀한 간격으로 배치되어 있으므로 터치 스크린 상에서 전자펜이나 사용자의 손가락이 접촉되는 위치의 압력 변화나 혹은 정전기의 발생 여부를 정확하게 감지하지 못하는 경우가 빈번하게 발생된다.
이로 인하여 사용자가 원하는 문자나 기호가 정확하게 입력되지 않아서 제품의 신뢰도가 저하될 뿐만 아니라 오동작으로 인하여 문자나 기호를 입력함에 있어서 장시간이 소요되므로 사용상의 불편함을 초래한다는 문제점이 있다.
상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은, 화면을 구비한 전자기기에 문자나 기호를 입력함에 있어서 입력되어야 할 문자나 기호의 위치가 정확하게 측정되도록 하여 제품의 신뢰도를 향상시킴과 동시에 오동작을 방지하여 문자나 기호를 입력하는데 소요되는 시간을 단축시켜 제품을 편리하게 사용할 수 있도록 하는 위치 측정장치 및 이를 이용한 위치정보 입력시스템을 제공함에 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 위치 측정장치는, 기준 신호와 초음파 신호를 이용하여 전자펜 팁의 위치를 측정하고 상기 전자펜 팁의 위치 정보를 전자기기로 입력하는 위치측정부와; 상기 위치측정부가 설치되는 하우징과; 상기 하우징을 상기 전자기기의 일측에 결합시키도록 일단이 상기 하우징과 연결되고, 타단이 상기 전자기기에 체결되는 체결수단을; 포함한 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 체결수단은 상기 전자기기의 일측에 삽입되는 삽입부재와, 상기 삽입부재의 일측에 위치하여 상기 하우징과 연결되는 연결부재를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 삽입부재는 상기 연결부재에 회전 가능하게 결합될 수 있다.
또한, 상기 연결부재는 상기 하우징에 회전 가능하게 체결될 수 있다.
아울러, 상기 하우징에 대하여 상기 연결부재가 일정 각도 회전된 상태를 유지할 수 있도록 상기 연결부재의 외면에는 그 둘레 방향을 따라 일정 거리 이격 배치되는 복수의 고정홈이 함몰 형성되고, 상기 하우징의 일측에는 상기 연결부재의 회전에 따라 상기 고정홈에 선택적으로 삽입되는 고정돌기가 돌출 형성될 수 있다.
또한, 상기 전자펜에는 상기 기준 신호를 발신하는 기준 신호 발신부와, 상기 초음파 신호를 발신하는 초음파 발신부가 구비되고, 상기 위치측정부는 상기 하우징의 일측면에 구비되어 상기 기준 신호 발신부에서 발신된 상기 기준 신호를 수신하는 기준 신호 수신부와, 상기 초음파 발신부에서 발신된 상기 초음파 신호를 수신하는 복수의 초음파 수신부를 포함할 수 있다.
아울러, 상기 복수의 초음파 수신부는 상기 기준 신호 수신부를 기준으로 양측에 각각 배치된 제1초음파 수신부와, 제2초음파 수신부로 구성될 수 있다.
그리고, 상기 연결부재와 상기 하우징은 상기 연결부재와 상기 하우징이 일 직선상에 배치되거나 혹은 일정한 각을 이루면서 배치될 수 있도록 하는 관절부에 의하여 상호 체결될 수 있다.
또한, 상기 관절부는 상기 연결부재의 일단부에 형성된 제1경사면과, 상기 하우징의 일단부에 형성된 제2경사면과, 상기 제1경사면과 제2경사면의 판면이 상호 접촉된 상태에서 회전 가능하도록 상기 제1경사면과 제2경사면 중 어느 하나의 경사면의 중심에 돌출 형성된 돌출부재와, 다른 하나의 경사면의 중심에 관통 형성되어 상기 돌출부재가 삽입되는 삽입공을 포함할 수 있다.
아울러, 상호 접촉되는 상기 제1경사면과 상기 제2경사면 중 어느 하나의 경사면에는 단부가 굴곡지게 형성된 복수의 구속돌기가 돌출 형성되고 다른 하나의 경사면에는 상기 구속돌기가 선택적으로 삽입 및 이탈되는 복수의 구속홈이 함몰 형성될 수 있다.
그리고, 상기 하우징은 외형을 형성하는 배면커버와, 상기 배면커버에 수용되며 상기 연결부재가 고정 결합됨으로써 상기 삽입부재와 전기적으로 연결되는 회로기판과, 상기 배면커버의 전방에 체결되는 전면커버를 포함할 수 있다.
또한, 상기 삽입부재는 상기 위치 측정장치를 상기 전자기기에 연결시에 방향성을 갖지 않도록 양면에 연결단자가 구비될 수 있다.
아울러, 상기 전면커버의 일측에는 상기 전면커버를 관통하여 상기 전면커버의 전방으로 돌출되는 상기 삽입부재의 둘레면을 지지하며 상기 삽입부재의 양면이 외부로 노출되도록 하는 노출공이 형성된 별도의 지지부재가 구비될 수 있다.
그리고, 상기 지지부재에는 사용되지 않는 상기 삽입부재의 어느 한 면에 구비된 연결단자를 외부와 차폐시키도록 상기 지지부재의 일측면에 삽입되는 부도체시트가 구비될 수 있다.
또한, 상기 전면커버의 일측에는 사용되지 않는 상기 삽입부재의 어느 한 면에 구비된 상기 연결단자와 상기 전자기기 사이의 전기적인 접속을 차단시킬 수 있는 스위치가 구비될 수 있다.
그리고, 상기 하우징에는 상기 전자펜 팁의 위치 정보를 상기 전자기기 측으로 입력시키는 통신부가 더 설치될 수 있다.
또한, 상기 삽입부재가 유에스비 단자로 구성되어 상기 통신부는 유선 통신 방식에 의하여 상기 위치측정부에서 측정한 상기 전자펜 팁의 위치 정보를 상기 전자기기로 전송할 수 있다.
아울러, 상기 통신부는 무선 통신 방식에 의하여 상기 위치측정부에서 측정한 상기 전자펜 팁의 위치 정보를 상기 전자기기로 전송할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 위치정보 입력시스템은, 화면을 구비한 전자기기의 상기 화면에 디스플레이 될 내용을 입력하는 전자펜과; 상기 전자펜 팁의 위치를 측정하는 상기 위치 측정장치를; 포함한 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 전자펜에는 상기 위치 측정장치의 기준 신호 수신부로 수신되는 기준 신호를 발신하는 기준 신호 발신부와, 상기 위치 측정장치의 초음파 수신부로 수신되는 초음파 신호를 발신하는 초음파 발신부가 구비될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 위치 측정장치 및 이를 이용한 위치정보 입력시스템은, 화면을 구비한 전자기기에 문자나 기호를 입력함에 있어서 입력되어야 할 문자나 기호의 위치가 정확하게 측정되도록 하여 제품의 신뢰도를 향상시킴과 동시에 오동작을 방지하여 문자나 기호를 입력하는데 소요되는 시간을 단축시켜 제품을 편리하게 사용할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 사용되는 전자펜 팁 위치측정 원리를 개략적으로 도시한 개략도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정장치의 전면의 구조를 도시한 사시도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정장치의 배면의 구조를 도시한 사시도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정장치의 구조를 도시한 측단면도이며,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 위치 측정장치의 구조를 도시한 사시도이고,
도 6은 도 5의 위치 측정장치의 구조를 분해하여 도시한 분해사시도이며,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 위치 측정장치의 구조를 도시한 사시도이고,
도 8은 도 7의 위치 측정장치를 좌측에서 바라본 구조를 도시한 사시도이며,
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 위치 측정장치를 분해하여 도시한 분해사시도이고,
도 10은 본 발명에 사용되는 전자펜의 구조를 도시한 평면도이고,
도 11은 본 발명에 따른 위치정보 입력시스템의 전기적인 연결구조를 도시한 블록도이며,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정장치가 태블릿 피씨에 적용되어 사용되는 구조를 도시한 사용상태도이고,
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정장치가 노트북에 적용되어 사용되는 구조를 도시한 사용상태도이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정장치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 사용되는 전자펜 팁 위치측정 원리를 개략적으로 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정장치의 전면의 구조를 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정장치의 배면의 구조를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정장치의 구조를 도시한 측단면도이며, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 위치 측정장치의 구조를 도시한 사시도이고, 도 6은 도 5의 위치 측정장치의 구조를 분해하여 도시한 분해사시도이며, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 위치 측정장치의 구조를 도시한 사시도이고, 도 8은 도 7의 위치 측정장치를 좌측에서 바라본 구조를 도시한 사시도이며, 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 위치 측정장치를 분해하여 도시한 분해사시도이고, 도 10은 본 발명에 사용되는 전자펜의 구조를 도시한 평면도이고, 도 11은 본 발명에 따른 위치정보 입력시스템의 전기적인 연결구조를 도시한 블록도이며, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정장치가 태블릿 피씨에 적용되어 사용되는 구조를 도시한 사용상태도이고, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정장치가 노트북에 적용되어 사용되는 구조를 도시한 사용상태도이다.
이들 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정장치는, 기준 신호와 초음파 신호를 이용하여 전자펜(140) 팁의 위치를 측정하고 전자펜(140) 팁의 위치 정보를 전자기기(10, 20)로 입력하는 위치측정부(100)와, 위치측정부(100)가 설치되는 하우징(200)과, 하우징(200)을 전자기기(10, 20)의 일측에 결합시키도록 일단이 하우징(200)과 연결되고, 타단이 전자기기(10, 20)에 체결되는 체결수단(300)을 포함하여 구성되어 있다.
우선, 도 1을 참조하여 본 발명에 적용되는 전자펜 팁의 위치측정 원리를 살펴보면 다음과 같다.
제1초음파 수신부(120)와 제2초음파 수신부(130)는 적외선 수신부(110)를 중심으로 L/2만큼 서로 반대방향으로 위치하고 있다. 즉, 제1초음파 수신부(120)와 제2초음파 수신부(130) 사이의 거리는 L이 된다.
또한, 전자펜(140)과 제1초음파 수신부(120) 사이의 거리를 'L1', 전자펜(140)과 제2초음파 수신부(130) 사이의 거리를 'L2'로 하기로 한다.
본 발명은 화면(11, 21)이 구비된 전자기기(10, 20)에 설치되는 위치 측정장치에 의하여 전자펜(140)으로부터 수신되는 적외선 신호와 초음파 신호 사이에 발생하는 시간 지연을 이용하여 L1 값에 해당하는 제1거리 정보와 L2 값에 해당하는 제2거리 정보가 계산되고, 제1거리 정보와 제2거리 정보 및 이미 설정된 L 값에 해당하는 제3거리 정보를 이용하면 피타고라스 정리에 의하여 화면(11, 21) 또는 필기면 상에서 전자펜(140) 단부의 2차원 위치를 정확하게 측정할 수 있게 되는 원리를 이용한 것이다.
여기서, L1 값과 L2 값을 측정할 수 있는 시간 지연의 기준이 되는 기준 신호는 적외선 신호나 혹은 알에프(RF) 신호 등과 같이 빛의 속도로 전송되는 신호라면 어떠한 신호라도 사용이 가능하며, 본 발명에서의 기준 신호는 적외선 신호가 사용된다.
그리고, 본 발명의 위치 측정장치가 적용될 수 있는 제품은 PDA(Persnal Digital Assistant), 네비게이션(Navigation), PMP(Portable Multimedia player), 이동통신 단말기, 태블릿 피씨 및 노트북 등과 같이 화면(11, 21)이 구비된 제품이라면 어떠한 제품이라도 적용이 가능하다.
도 2 내지 도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정장치의 구조가 도시되어 있다.
이들 도면에 도시한 바와 같이, 위치측정부(100)는 전자펜(140) 팁의 위치를 측정하는 부재로서, 하우징(100)의 일측면에 구비되어 전자펜(140)의 기준 신호 발신부(141)에서 발신된 기준 신호를 수신하는 기준 신호 수신부(110)와, 상기 일측면에 구비되어 전자펜(140)의 초음파 발신부(142)에서 발신된 초음파신호를 수신하는 복수의 초음파 수신부(120, 130)를 포함할 수 있다.
여기서, 본 발명에 사용되는 기준 신호는 적외선 신호를 사용하게 되므로, 기준 신호 수신부(110)를 하기에서는 적외선 수신부(110)로 칭하기로 한다.
하우징(100)의 일측면에는 길이 방향을 따라 적외선 수신부(110)와 초음파 수신부(120, 130)가 일정 간격 이격되어 순차적으로 배열되어 있다.
복수의 초음파 수신부(120, 130)는 적외선 수신부(110)를 기준으로 양측에 각각 배치된 제1초음파 수신부(120)와, 제2초음파 수신부(130)로 구성되며, 제1초음파 수신부(120)에서 적외선 수신부(110)까지의 거리와 제2초음파 수신부(130)에서 적외선 수신부(110)까지의 거리는 동일하게 배치될 수 있다.
즉, 제1초음파 수신부(120)와 제2초음파 수신부(130) 사이의 이격 거리가 'L'이라고 한다면, 제1초음파 수신부(120)에서 적외선 수신부(110)까지의 거리와 제2초음파 수신부(130)에서 적외선 수신부(110)까지의 거리가 'L/2'이 되는 위치에 적외선 수신부(110)가 배치되는 것이다.
여기서, 적외선 수신부(110)는 제1초음파 수신부(120)와 제2초음파 수신부(130) 사이의 거리를 이등분하는 위치에 반드시 배치되어야 하는 것은 아니며, 신호의 수신이 가능한 다른 위치에 배치되더라도 무방하다.
그리고, 하우징(100)에는 별도의 위치측정 처리부(150)가 구비되어 적외선 수신부(110)에 기준 신호인 적외선이 수신된 시간과, 복수의 초음파 수신부(120, 130)에 각각 초음파 신호가 수신된 시간의 차이를 이용하여 전자펜(140) 팁의 위치를 산출하는 역할을 한다.
체결수단(300)는 전자기기(10, 20)의 일측에 그 일부가 삽입되는 삽입부재(310)와, 삽입부재(310)의 다른 일부분을 감싸도록 구비되어 전자기기(10, 20)와 하우징(200)이 연결되도록 하는 연결부재(320)를 포함하여 구성될 수 있다.
삽입부재(310)는 전자기기(10, 20)의 일측에 마련된 별도의 통신포트에 삽입되어 본 발명에 따른 전자기기의 전자펜 팁 위치 측정장치가 전자기기(10, 20)의 일측에 고정되도록 하는 역할을 한다.
따라서, 삽입부재(310)는 전자기기(10, 20)의 일측에 마련된 별도의 통신포트와 유격이 발생하지 않도록 통신포트와 동일한 규격으로 형성되어 꽉 맞물리도록 결합되는 것이 바람직하다.
이러한 삽입부재(310)는 통신부(500)가 블루투스 등의 무선통신에 의하여 전자펜(140) 팁의 위치정보를 전자기기(10, 20) 측으로 제공할 경우에는 전자기기(10, 20)의 통신포트에 맞물리게 삽입되는 어떠한 부재라도 무방하다.
그리고, 통신부(500)가 유선통신에 의하여 전자펜(140) 팁의 위치정보를 전자기기(10, 20) 측으로 제공할 경우에는 삽입부재(110)는 통신포트와 규격이 동일한 유에스비 단자로 구성됨으로써 무선통신을 위한 별도의 구성없이 직접적으로 전자펜(140) 팁의 위치정보를 전자기기(10, 20) 측으로 제공하게 된다.
상술한 바와 같이, 삽입부재(310)의 일부분은 전자기기(10, 20)의 통신포트에 삽입되고, 다른 일부분은 하우징(200)이 결합되는 연결부재(320)와 연결될 수 있다.
연결부재(320)는 하우징(200)이 삽입부재(310)와 일직선상에 배치되도록 하거나 혹은 일정한 각도를 이룬 상태로 배치될 수 있도록 삽입부재(310)와 하우징(200)을 연결하는 부재이다.
그리고, 본 발명에 따른 위치 측정장치를 전자기기에 부착시에 위치 측정장치의 위치를 가변시킬 수 있도록 삽입부재(310)는 연결부재(320)에 회전 가능하게 결합될 수 있다.
한편, 연결부재(320)와 하우징(200)은 일직선상으로 배치되거나 혹은 일정 각도를 이룬 상태로 배치될 수 있도록 연결부재(320)와 하우징(200)의 사이에 관절부(400)를 구비할 수 있다.
관절부(400)는 연결부재(320)의 일단부에 형성된 제1경사면(410)과, 하우징(100)의 일단부에 형성된 제2경사면(420)과, 제1경사면(410)과 제2경사면(420)의 판면이 상호 접촉된 상태에서 회전 가능하도록 제1경사면(410)과 제2경사면(420) 중 어느 하나의 경사면의 중심에 돌출 형성된 돌출부재(430)와, 다른 하나의 경사면의 중심에 관통 형성되어 돌출부재(430)가 삽입되는 삽입공(440)을 포함하여 구성될 수 있다.
제1경사면(410)과 제2경사면(420)은 각각 45도의 각도를 갖도록 경사지게 형성되어 연결부재(320)와 하우징(200)이 일 직선상에 배치된 상태에서 하우징(200)을 회전시에 하우징(200)이 연결부재(320)와 이루는 각도가 수직을 형성할 수 있도록 하는 것이 효과적이다.
즉, 전자기기(10, 20)의 장방변에 통신포트가 구비된 경우에 전자기기(10, 20)의 장방변과 회전된 하우징(200)이 나란하게 배치될 수 있도록 함으로써 사용자가 전자기기(10, 20)를 수직으로 눕힌 상태에서 화면(11, 21)을 바라보면서 문자, 도형 등을 선택하거나 그림을 그리는 작업을 할 수 있도록 하기 위함이다.
그리고, 상호 접촉되는 제1경사면(410)과 제2경사면(420) 중 어느 하나의 경사면에는 단부가 굴곡지게 형성된 복수의 구속돌기(411)가 돌출 형성되고 다른 하나의 경사면에는 상기 구속돌기(411)가 선택적으로 삽입 및 이탈되는 복수의 구속홈(421)이 함몰 형성될 수 있다.
이는 하우징(200)이 연결부재(320)에 대하여 회전된 상태가 유지될 수 있도록 함으로써 전자기기(10, 20)를 다른 장소로 이동시켜 필기면이 변경될 경우에 하우징(200)이 유동하지 않도록 하기 위함이다.
통신부(500)는 위치측정부(100)에 의하여 산출된 전자펜(140) 팁의 위치 정보를 전자기기(10, 20) 측으로 전송하여 전자펜(140) 팁의 위치를 파악할 수 있도록 하는 역할을 한다.
삽입부재(310)가 유에스비 단자로 구현되는 경우에 통신부(500)는 유선 통신 방식에 의하여 위치측정부(100)에서 측정한 전자펜(140) 팁의 위치 정보를 전자기기(10, 20)로 전송할 수 있으며, 그렇지 않은 경우에는 블루투스 통신과 같은 무선 통신 방식에 의하여 위치측정부(100)에서 측정한 전자펜(140) 팁의 위치 정보를 전자기기(10, 20)로 전송할 수도 있다.
도 5와 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 위치 측정장치의 구조를 도시한 사시도로서, 본 발명의 일 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고, 그에 따른 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이들 도면에 도시한 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 위치 측정장치의 연결부재(330)는 하우징(200)에 회전 가능하게 체결될 수 있으며, 연결부재(330)는 하우징(100)에 대하여 회전된 상태가 유지될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이를 위하여, 연결부재(330)의 외면에는 그 둘레 방향을 따라 일정 거리 이격 배치되는 복수의 고정홈(331)이 함몰 형성되고, 하우징(200)의 일측에는 연결부재(330)의 회전에 따라 고정홈(331)에 선택적으로 삽입되는 고정돌기(201)가 돌출 형성될 수 있다.
고정돌기(201)가 고정홈(331)에 삽입된 상태에서 용이하게 고정홈(331)으로부터 이탈할 수 있도록 고정돌기(201)의 외면은 굴곡지게 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 고정돌기(201)가 고정홈(331)에 삽입된 상태에서 유격이 발생하지 않도록 고정홈(331)의 외면은 고정돌기(201)의 외면과 대응되는 형상으로 내측으로 굴곡지게 형성되어 상호 면접촉하도록 하는 것이 효과적이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 위치 측정장치의 구조를 도시한 사시도로서, 본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고, 그에 따른 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이들 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 위치 측정장치의 하우징(200)은 외형을 형성하는 배면커버(210)와, 배면커버(210)에 수용되며 연결부재(340)가 고정 결합됨으로써 삽입부재(310)와 전기적으로 연결되는 회로기판(230)과, 배면커버(210)의 전방에 체결되는 전면커버(220)를 포함할 수 있다.
배면커버(210)의 내부에는 회로기판(230)을 수용할 수 있는 수용공간이 마련되어 있으며, 배면커버(210)의 배면에는 위치측정부(100)의 적외선 수신부(110), 제1초음파 수신부(120), 제2초음파 수신부(130)가 위치하게 되며, 이들은 그 내부에 수용되는 회로기판(230)과 전기적으로 접속되도록 한다.
회로기판(230)의 전면 일측에는 연결부재(340)가 고정 결합되며, 연결부재(340)의 단부에는 삽입부재(310)가 부착되어 회로기판(230)의 전방을 향하여 돌출되도록 구비된다.
이러한, 삽입부재(310)는 상기 위치 측정장치를 전자기기(10, 20)에 연결시에 방향성을 갖지 않도록 그 양면에 연결단자가 구비되어 있으며, 삽입부재(310)는 전면커버(220)를 배면커버(210)에 결합시에 전면커버(220)를 관통하여 돌출되게 구비된다.
전면커버(220)의 일측에는 전면커버(220)를 관통하여 전면커버(220)의 전방으로 돌출되는 삽입부재(310)의 둘레면을 지지하며 삽입부재(310)의 양면이 외부로 노출되도록 하는 노출공(221a)이 형성된 별도의 지지부재(221)가 구비되어 있다.
그리고, 지지부재(221)에는 사용되지 않는 삽입부재(310)의 어느 한 면에 구비된 연결단자를 외부와 차폐시키도록 지지부재(221)의 일측면에 삽입되는 부도체시트(222)가 구비되어 있다.
부도체시트(222)는 삽입부재(310)의 일면과 동일한 면적을 갖는 판상의 부재로서 지지부재(221)의 양측에 맞물리어 삽입됨으로써 삽입부재(310)의 어느 한 면에 구비된 연결단자가 전자기기(10, 20)와 전기적으로 접속되지 않도록 함과 동시에 외부의 충격에 의하여 상기 연결단자가 손상됨을 방지하는 역할도 수행한다.
전면커버(220)의 중앙 영역에는 사용되지 않는 삽입부재(310)의 어느 한 면에 구비된 상기 연결단자와 전자기기(10, 20) 사이의 전기적인 접속을 차단시킬 수 있는 스위치(223)가 구비될 수 있다.
이러한 스위치(223)는 사용자가 선택적으로 전자기기(10, 20)와 접촉되지 않는 상기 연결단자의 위치를 파악하여 수동 방식으로 조작함으로써 사용되지 않는 연결단자와 회로기판(230) 사이의 전기적인 접속을 차단하도록 할 수 있다.
그리고, 스위치(223)는 삽입단자(310)를 전자기기(10, 20)에 삽입시에 삽입단자(310)가 삽입되는 방향을 인식하여 자동 방식으로 사용되지 않는 연결단자와 회로기판(230) 사이의 전기적인 접속을 차단하도록 구현할 수도 있다.
한편, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 위치 측정장치를 이용하여 전자펜 팁의 위치정보를 전자기기에 입력하는 위치정보 입력시스템은, 화면(11, 21)을 구비한 전자기기(10, 20)의 화면(11, 21)에 디스플레이될 내용을 입력하는 전자펜(140)과, 전자펜(140) 팁의 위치를 측정하는 위치 측정장치를 포함하여 구성되어 있다.
다만, 위치 측정장치의 구성은 본 발명의 일 실시예나 다른 실시예 혹은 또 다른 실시예에 따른 위치 측정장치에 대한 설명과 동일하므로 상술한 위치 측정장치에 대한 설명을 참고하며, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 10에 도시한 바와 같이, 화면(11, 21) 상에서 입력하고자 하는 문자나 기호를 선택하거나 그림을 그릴 수 있는 기능을 갖는 전자펜(140)에는 적외선 신호를 발신하는 적외선 발신부(141)와, 초음파 신호를 발신하는 초음파 발신부(142) 그리고 전자펜(140) 팁과 필기면과의 접촉 여부를 감지할 수 있는 접촉감지부(143)가 구비되어 있다.
적외선 발신부(141)와 초음파 발신부(142)는 전자펜(140) 단부의 위치를 정확하게 측정할 수 있도록 전자펜(140)의 단부와 근접한 영역에 배치되는 것이 바람직하다.
이러한 적외선 발신부(141)와 초음파 발신부(142)는 전자펜(140)의 내부에 구비된 별도의 배터리에 의하여 전원을 공급받도록 구성되며 배터리를 장시간 사용할 수 있도록 전자펜(140)의 일측에는 별도의 전원버튼(미도시)이 구비되는 것이 효과적이다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 따른 위치정보 입력시스템을 이용하여 전자펜 팁의 위치를 측정하는 방법을 도 12과 도 13을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 삽입부재(310)를 태블릿 피씨(10)나 혹은 노트북(20)과 같은 전자기기(10, 20)의 통신포트에 삽입시키고, 연결부재(120)에 대하여 하우징(200)을 회전시켜 전자기기(10, 20)와 하우징(200)이 나란하게 배치되도록 한다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정장치의 경우에는 제1경사면(410)에 구비된 구속돌기(411)가 제2경사면(420)에 구비된 구속홈(412)에 삽입되어 하우징(200)이 회전된 상태가 유지되므로 전자기기(10, 20)를 사용중 이동시키더라도 하우징(200)이 유동하지 않는 상태가 된다.
그리고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 위치 측정장치의 경우에는 고정홈(331)에 고정돌기(201)가 삽입되어 하우징(200)이 회전된 상태가 유지되므로 전자기기(10, 20)를 사용중 이동시키더라도 하우징(200)이 유동하지 않는 상태가 된다.
그리고, 삽입부재(310)를 통신포트에 삽입하는 순간 위치측정부(100)인 적외선 수신부(110)와 제1초음파 수신부(120) 및 제2초음파 수신부(130) 측으로 전원이 공급된다.
이러한 상태에서 전자펜(140)을 필기면 상에 위치시키면 전자펜(140)의 적외선 발신부(141)와 초음파 발신부(142)에서 발신된 적외선 신호와 초음파 신호가 각각 적외선 수신부(110)와 제1초음파 수신부(120) 및 제2초음파 수신부(130)로 수신된다.
이때, 적외선 수신부(110)에서 적외선 신호를 먼저 수신하게 되고, 초음파 신호는 제1초음파 수신부(120)와 제2초음파 수신부(130)에서 각각 수신되며, 전자펜(140)의 위치에 따라 제1초음파 수신부(120)와 제2초음파 수신부(130)에서 초음파를 수신하는 시각은 달라지게 된다.
그리고, 적외선의 공기 중 전파 속력은 3*108 m/s 로서, 초음파의 공기중 속력 340 m/s 에 비해 아주 빠르기 때문에 본 발명에서는 적외선 전파 시간은 무시하며 적외선 수신과 송신은 동시에 발생하는 것으로 본다.
따라서, 기설정된 제1초음파 수신부(120)와 제2초음파 수신부(130) 사이의 거리와, 전자펜(140) 팁과 제1초음파 수신부(120) 사이의 거리 및 전자펜(140) 팁과 제2초음파 수신부(130) 사이의 거리가 측정되므로 필기면 상에서 전자펜(140) 팁의 위치가 파악되며, 이러한 전자펜(140) 팁의 위치는 피타고라스 정리를 이용하여 위치측정 처리부(150)에 의하여 산출된다.
측정된 전자펜(140) 팁의 위치는 통신부(500)에 의하여 전자기기(10, 20) 측으로 제공되며, 이러한 상태에서 전자펜(140)을 화면(11, 21)이나 혹은 필기면에 터치하면 화면(11, 21)상의 문자나 기호가 정확하게 선택되므로 오작동을 방지하여 제품의 신뢰도를 높이고 문자나 기호를 입력하는데 소요되는 시간을 줄일 수 있게 된다.
그리고, 전자기기(10, 20)가 이동통신 단말기인 경우에 전자펜(140)을 이용하여 그림을 그리기 위해서는 크기가 작은 이동통신 단말기의 화면 상에서 전자펜(140)을 이동하여 그림을 그리지 않고, 이동통신 단말기 일측의 필기면에서 전자펜(140)을 이동시키면 상술한 과정과 동일한 방법에 의하여 전자펜(140) 팁의 위치가 측정되므로 세밀하게 그림을 그릴 수 있게 된다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

Claims (20)

  1. 기준 신호와 초음파 신호를 이용하여 전자펜 팁의 위치를 측정하고 상기 전자펜 팁의 위치 정보를 전자기기로 입력하는 위치측정부와;
    상기 위치측정부가 설치되는 하우징과;
    상기 하우징을 상기 전자기기의 일측에 결합시키도록 일단이 상기 하우징과 연결되고, 타단이 상기 전자기기에 체결되는 체결수단을;
    포함한 것을 특징으로 하는 위치 측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 체결수단은 상기 전자기기의 일측에 삽입되는 삽입부재와, 상기 삽입부재의 일측에 위치하여 상기 하우징과 연결되는 연결부재를 포함한 것을 특징으로 하는 위치 측정장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 삽입부재는 상기 연결부재에 회전 가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 위치 측정장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 연결부재는 상기 하우징에 회전 가능하게 체결된 것을 특징으로 하는 위치 측정장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 하우징에 대하여 상기 연결부재가 일정 각도 회전된 상태를 유지할 수 있도록 상기 연결부재의 외면에는 그 둘레 방향을 따라 일정 거리 이격 배치되는 복수의 고정홈이 함몰 형성되고, 상기 하우징의 일측에는 상기 연결부재의 회전에 따라 상기 고정홈에 선택적으로 삽입되는 고정돌기가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 위치 측정장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 전자펜에는 상기 기준 신호를 발신하는 기준 신호 발신부와, 상기 초음파 신호를 발신하는 초음파 발신부가 구비되고, 상기 위치측정부는 상기 하우징의 일측면에 구비되어 상기 기준 신호 발신부에서 발신된 상기 기준 신호를 수신하는 기준 신호 수신부와, 상기 초음파 발신부에서 발신된 상기 초음파 신호를 수신하는 복수의 초음파 수신부를 포함한 것을 특징으로 하는 위치 측정장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 초음파 수신부는 상기 기준 신호 수신부를 기준으로 양측에 각각 배치된 제1초음파 수신부와, 제2초음파 수신부로 구성된 것을 특징으로 하는 위치 측정장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 연결부재와 상기 하우징은 상기 연결부재와 상기 하우징이 일 직선상에 배치되거나 혹은 일정한 각을 이루면서 배치될 수 있도록 하는 관절부에 의하여 상호 체결된 것을 특징으로 하는 위치 측정장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 관절부는 상기 연결부재의 일단부에 형성된 제1경사면과, 상기 하우징의 일단부에 형성된 제2경사면과, 상기 제1경사면과 제2경사면의 판면이 상호 접촉된 상태에서 회전 가능하도록 상기 제1경사면과 제2경사면 중 어느 하나의 경사면의 중심에 돌출 형성된 돌출부재와, 다른 하나의 경사면의 중심에 관통 형성되어 상기 돌출부재가 삽입되는 삽입공을 포함한 것을 특징으로 하는 위치 측정장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상호 접촉되는 상기 제1경사면과 상기 제2경사면 중 어느 하나의 경사면에는 단부가 굴곡지게 형성된 복수의 구속돌기가 돌출 형성되고 다른 하나의 경사면에는 상기 구속돌기가 선택적으로 삽입 및 이탈되는 복수의 구속홈이 함몰 형성된 것을 특징으로 하는 위치 측정장치.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 하우징은 외형을 형성하는 배면커버와, 상기 배면커버에 수용되며 상기 연결부재가 고정 결합됨으로써 상기 삽입부재와 전기적으로 연결되는 회로기판과, 상기 배면커버의 전방에 체결되는 전면커버를 포함한 것을 특징으로 하는 위치 측정장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 삽입부재는 상기 위치 측정장치를 상기 전자기기에 연결시에 방향성을 갖지 않도록 양면에 연결단자가 구비된 것을 특징으로 하는 위치 측정장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 전면커버의 일측에는 상기 전면커버를 관통하여 상기 전면커버의 전방으로 돌출되는 상기 삽입부재의 둘레면을 지지하며 상기 삽입부재의 양면이 외부로 노출되도록 하는 노출공이 형성된 별도의 지지부재가 구비된 것을 특징으로 하는 위치 측정장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 지지부재에는 사용되지 않는 상기 삽입부재의 어느 한 면에 구비된 연결단자를 외부와 차폐시키도록 상기 지지부재의 일측면에 삽입되는 부도체시트가 구비된 것을 특징으로 하는 위치 측정장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 전면커버의 일측에는 사용되지 않는 상기 삽입부재의 어느 한 면에 구비된 상기 연결단자와 상기 전자기기 사이의 전기적인 접속을 차단시킬 수 있는 스위치가 구비된 것을 특징으로 하는 위치 측정장치.
  16. 제2항에 있어서,
    상기 하우징에는 상기 전자펜 팁의 위치 정보를 상기 전자기기 측으로 전송하는 통신부가 더 설치된 것을 특징으로 하는 위치 측정장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 삽입부재가 유에스비 단자로 구성되어 상기 통신부는 유선 통신 방식에 의하여 상기 위치측정부에서 측정한 상기 전자펜 팁의 위치 정보를 상기 전자기기로 전송하는 것을 특징으로 하는 위치 측정장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 통신부는 무선 통신 방식에 의하여 상기 위치측정부에서 측정한 상기 전자펜 팁의 위치 정보를 상기 전자기기로 입력하는 것을 특징으로 하는 위치 측정장치.
  19. 화면을 구비한 전자기기의 상기 화면에 디스플레이 될 내용을 입력하는 전자펜과;
    상기 전자펜 팁의 위치를 측정하는 청구항 제1항 내지 청구항 제18항 중 어느 한 항에 따른 위치 측정장치를;
    포함한 것을 특징으로 하는 위치정보 입력시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 전자펜에는 상기 위치 측정장치의 기준 신호 수신부로 수신되는 기준 신호를 발신하는 기준 신호 발신부와, 상기 위치 측정장치의 초음파 수신부로 수신되는 초음파 신호를 발신하는 초음파 발신부가 구비된 것을 특징으로 하는 위치정보 입력시스템.
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