WO2016122212A1 - 자기장을 이용한 입력 장치, 입력 장치의 동작 방법 및 자기장을 이용한 전자 장치, 전자 장치의 동작 방법 - Google Patents

자기장을 이용한 입력 장치, 입력 장치의 동작 방법 및 자기장을 이용한 전자 장치, 전자 장치의 동작 방법 Download PDF

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WO2016122212A1
WO2016122212A1 PCT/KR2016/000890 KR2016000890W WO2016122212A1 WO 2016122212 A1 WO2016122212 A1 WO 2016122212A1 KR 2016000890 W KR2016000890 W KR 2016000890W WO 2016122212 A1 WO2016122212 A1 WO 2016122212A1
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WO
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magnetic field
input device
magnet
electronic device
change pattern
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PCT/KR2016/000890
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English (en)
French (fr)
Inventor
고재용
Original Assignee
주식회사 와이드벤티지
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks

Definitions

  • the following description relates to an input device using a magnetic field, a method of operating the input device, an electronic device using a magnetic field, and a method of operating the electronic device.
  • the size of the portable electronic devices is limited for ease of portability.
  • the size of the display unit for displaying information is relatively small compared to a general TV or a monitor.
  • the electronic device deviates from the conventional UI method, for example, a keyboard, a keypad, a mouse, or a separate configuration for input of various users, and commands using an input device such as a touch pen, a keyboard dock, and a smart cover. It is evolving into an intuitive UI way of delivering.
  • Korean Patent Laid-Open No. 10-2014-0125218 discloses a method for controlling a function using an electronic pen and an electronic device for processing the method.
  • the present invention can effectively reduce the production cost of the intelligent stylus pen by implementing the intelligent stylus pen using only a permanent magnet without a separate power source, a circuit, a wire, and eliminates inconvenience such as continuous battery charging or replacement, and wireless Complex processes such as pairing for communication can be omitted.
  • a switchable magnet as a permanent magnet and a ferromagnetic material
  • a strong magnetic field may be selectively generated only when a user needs it without a power source, a circuit, a wire, or an electromagnet.
  • the present invention wirelessly recognizes that the opening and closing of the cover, pressing and releasing the release button of the pen / keyboard dock using only a permanent magnet without a separate power source, circuit, wire, Bluetooth connection, reed switch or hall sensor, wiring, A simple switching system can be implemented without the cost of connecting power.
  • an input device corresponding to an electronic device may include an input unit configured to receive a predetermined command from a user; And a magnetic field generating unit generating a change pattern in the magnetic field transmitted to the electronic device based on the movement of the permanent magnet caused by the input of the predetermined command.
  • the permanent magnet in the present invention is not limited to a solid and may be a liquid magnet.
  • the magnetic field generator may generate the change pattern so as to be distinguished from the reference change pattern of the magnetic field generated by general use of the input device except for the predetermined command.
  • the reference change pattern in the input device may be generated based on a general use of an input device that writes text on the electronic device or clicks or drags an object displayed on the electronic device.
  • the change pattern of the magnetic field in the input device may correspond to the predetermined command such that the permanent magnet moves or rotates at a speed faster than a predetermined threshold speed, or the permanent magnet rotates at a predetermined angle.
  • the permanent magnet may be generated by moving the ratio of the dipole's moving and rotating components so as to correspond to a predetermined ratio, or by vibrating the permanent magnet.
  • the magnetic field generator includes a plurality of stationary magnets attached to the input device and having magnetic strengths having different strengths, and a movable magnet not fixed to the input device.
  • the magnetic field generator includes: The change pattern of the magnetic field may be generated as the position of the movable magnet with respect to the plurality of stationary magnets is changed based on the predetermined command.
  • the magnetic field generator may generate a rocking pattern of the magnetic field by vibrating the movable magnet as the position of the movable magnet with respect to the plurality of stationary magnets is changed.
  • the input unit may include at least one of a button, a knob, a dial, and a slider provided in the input device, and the predetermined command may be a push on the button, a push on the knob, or the dial. It may include at least one of rotation, position movement with respect to the slider.
  • the magnetic field generating unit of the input device may further include a ferromagnetic material, and may generate a change pattern in the magnetic field based on the movement of at least one of the permanent magnet and the ferromagnetic material caused by the input of the predetermined command. have.
  • An input device for an electronic device includes a magnetic field generator for controlling the magnitude of the magnetic field transmitted to the electronic device and the magnitude of the magnetic field generated on the surface of the input device, and is generated on the surface of the input device.
  • the magnitude of the magnetic field is reduced through the arrangement between one or more permanent magnets or permanent magnets and the ferromagnetic material included in the magnetic field generating portion, or by controlling the distance between the magnetic field generating portion and the surface of the input device.
  • the magnetic field generating unit may include a magnetic field and a size of the magnetic field transferred to the electronic device based on a change in relative position between the magnet and the ferromagnetic material when the magnetic field generating unit includes a magnet and a ferromagnetic material.
  • the size of the magnetic field and the input device are transmitted to the electronic device based on a change in relative position between the plurality of magnets when the magnetic field is generated or the magnetic field generating unit includes a plurality of magnets. It is possible to control the size of the magnetic field generated on the surface.
  • the magnetic field generating unit may have a structure in which the cross-sectional area of the middle portion of the magnetic field generating unit is larger than the cross-sectional area of the end portion.
  • the magnetic field generator may have a structure in which a cross-sectional area decreases from the middle portion of the magnetic field generator to the end portion thereof.
  • an electronic device may include a sensor configured to detect a change pattern of a magnetic field generated by an input device; And a processor configured to control an operation of the electronic device based on the change pattern of the magnetic field, wherein the change pattern of the magnetic field is generated based on the movement of the permanent magnet caused by a predetermined command input from the user into the input device. do.
  • the change pattern of the magnetic field in the electronic device may be generated so as to be distinguished from the reference change pattern of the magnetic field generated by the general use of the input device except for the predetermined command.
  • An electronic device may include a first magnetic field generator configured to generate a change pattern of a magnetic field based on a change in position of a movable magnet with respect to a plurality of stationary magnets; And a processor configured to control an operation of the electronic device based on the change pattern of the magnetic field, wherein the position of the movable magnet is generated by a second magnetic field included in the first magnetic field generator and an input device corresponding to the electronic device. It can be changed based on the relative position between parts.
  • the change pattern of the magnetic field in the electronic device may be generated by changing the position of the movable magnet based on a change in relative position between the second magnetic field generator and the first magnetic field generator.
  • the second magnetic field generating unit When the second magnetic field generating unit approaches the first magnetic field generating unit in the electronic device, the second magnetic field generating unit has a weak strength of magnetic force among the fixed magnets included in the first magnetic field generating unit.
  • the movable magnet is disposed adjacent to the second fixed magnet, and the movable magnet moves from the first fixed magnet having a strong magnetic force among the fixed magnets included in the first magnetic field generator to the second fixed magnet.
  • the magnetic field generating unit may generate a change pattern of the magnetic field based on the movement of the movable magnet.
  • the second magnetic field generator disposed adjacent to the second fixed magnet having a weak magnetic force among the stationary magnets included in the first magnetic field generator is far from the first magnetic field generator
  • the movable magnet is moved from the second fixed magnet to a first fixed magnet having a strong magnetic force among the fixed magnets included in the first magnetic field generating unit, and the first magnetic field generating unit is adapted to the movement of the movable magnet. Based on the above, a change pattern of the magnetic field may be generated.
  • the first magnetic field generator in the electronic device may generate a rocking pattern of the magnetic field by vibrating the movable magnet as the position of the movable magnet with respect to the plurality of fixed magnets changes.
  • the processor recognizes whether the location of the input device is adjacent to the electronic device based on the change pattern of the magnetic field, and controls the operation of the electronic device based on the recognition result. can do.
  • an electronic device may include a sensor configured to detect a change pattern of a magnetic field generated by an input device in contact with a housing of the electronic device; And a processor configured to control an operation of the electronic device based on the change pattern of the magnetic field, wherein the change pattern of the magnetic field is generated by the user as the input device moves in contact with the housing of the electronic device. It is created from a permanent magnet included in the device.
  • the processor may identify a movement of the input device based on a change pattern of the magnetic field, and control a movement of an object displayed on a touch screen based on the movement of the input device.
  • a method of operating an input device corresponding to an electronic device includes: receiving a predetermined command from a user; And generating a change pattern in the magnetic field transmitted to the electronic device based on the movement of the permanent magnet caused by the input of the predetermined command.
  • generating the change pattern in the magnetic field may generate the change pattern so as to be distinguished from a reference change pattern of the magnetic field generated by general use of the input device except for the predetermined command. Can be.
  • the generating of the change pattern in the magnetic field may include: a movable type not fixed to the input device for a plurality of fixed magnets attached to the input device and having magnetic strengths having different strengths; As the magnet's position changes based on the predetermined command, a change pattern may be generated in the magnetic field.
  • a method of operating an electronic device may include generating a change pattern in a magnetic field based on a change in position of a movable magnet with respect to a plurality of stationary magnets; And controlling an operation of the electronic device based on the change pattern, wherein the position of the movable magnet is changed based on a relative position between the electronic device and an input device corresponding to the electronic device.
  • the generating of the change pattern in the magnetic field may include generating a change pattern of the magnetic field by vibrating the movable magnet as the position of the movable magnet with respect to the plurality of fixed magnets is changed. Can be generated.
  • the intelligent stylus pen by implementing the intelligent stylus pen using only a permanent magnet without a separate power source, circuit, and wire, it is possible to effectively reduce the production cost of the intelligent stylus pen, and to eliminate inconvenience such as continuous battery charging or replacement. And a complicated process such as pairing for wireless communication can be omitted.
  • a switchable magnet permanent magnet, ferromagnetic material, etc.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an input device and an electronic device, according to an exemplary embodiment.
  • FIGS. 2A to 2D are diagrams for describing an input device according to an exemplary embodiment.
  • 3 and 4 illustrate examples of controlling a magnitude of a magnetic field generated by an input device according to at least one example embodiment.
  • 5 and 6 illustrate another example of controlling a magnitude of a magnetic field generated by an input device according to at least one example embodiment.
  • FIG. 7 and 8 illustrate another example of controlling a magnitude of a magnetic field generated by an input device according to at least one example embodiment.
  • 9 to 12 are diagrams illustrating examples of a structure of a magnetic field generator included in an input device according to at least one example embodiment.
  • FIG. 13 and 14 illustrate examples of generating a rocking pattern of a magnetic field, according to an exemplary embodiment.
  • 15 to 17 are diagrams illustrating another example of generating a rocking pattern of a magnetic field, according to an exemplary embodiment.
  • 18 to 20 illustrate another example of generating a rocking pattern of a magnetic field, according to an exemplary embodiment.
  • 21 illustrates another example of an input device using a magnetic field, according to an exemplary embodiment.
  • 22 is a diagram for describing a method of operating an input device, according to an exemplary embodiment.
  • 23 is a diagram for describing a method of operating an electronic device, according to an exemplary embodiment.
  • first or second may be used to describe various components, but such terms should be interpreted only for the purpose of distinguishing one component from another component.
  • first component may be referred to as a second component
  • second component may also be referred to as a first component.
  • Embodiments to be described below may be used to deliver a user command received from an input device to an electronic device.
  • embodiments may provide various types of electronics such as a smart phone, a smart pad, a wearable device, a tablet computer, a personal computer, a laptop computer, a smart home appliance, and the like, using a user command received through an input device such as a pen, a cover, a keyboard dock, or the like. Can be delivered to the device.
  • exemplary embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an input device and an electronic device, according to an exemplary embodiment.
  • an input device 110 and an electronic device 120 are shown.
  • the input device 110 is a device for transmitting a command input by a user to the electronic device 120 and includes, for example, an input unit 111 and a magnetic field generating unit 112.
  • the input device 110 may be in the form of a pen as shown in FIG. 1.
  • the pen-type input device 110 may be used for a general purpose of writing a text on the electronic device 120 or clicking or dragging an object displayed on the electronic device 120.
  • the shape of the input device 110 shown in FIG. 1 is merely an exemplary matter, and the shape of the input device 110 is not limited thereto.
  • the input unit 111 is a device that can receive a predetermined command from a user in addition to the general purpose of the input device 110, and includes, for example, a button, a knob, a dial, a slider, and the like provided in the input device 110.
  • the electronic device may be positioned at a portion (eg, top, middle, bottom, etc.) of the input device 110.
  • the button-type input unit 111 is illustrated as being positioned on the top of the input device 110.
  • this is merely an example, and the shape and location of the input unit 111 are not limited thereto. Do not.
  • the predetermined command may include a push on a button, a rotation on a knob or dial, a position movement on a slider, and the like.
  • a user may easily transmit a predetermined command to the electronic device 120 through the input unit 111 even if the user does not use the input device 110 for a general purpose.
  • the magnetic field generating unit 112 may generate a magnetic field, and may include, for example, a permanent magnet.
  • the permanent magnet is not limited to a solid but may be a liquid magnet.
  • the magnetic field generating unit 112 may further include ferromagnetic and diamagnetic materials.
  • the magnetic field generating unit 112 and the permanent magnet may be used interchangeably for the convenience of description.
  • the magnetic field generated by the magnetic field generator 112 may be transmitted to the electronic device 120.
  • the magnetic field generator 112 may generate a change pattern in the magnetic field so as to be distinguished from a reference change pattern of the magnetic field generated by the general use of the input device 110.
  • the magnetic field generating unit 112 may move or rotate at a speed faster than a predetermined threshold speed, rotate at a predetermined angle, or determine a ratio between a moving component and a rotating component of the embedded magnetic dipole (eg, By varying the number of rotational components than the moving component), or by vibrating the magnetic field oscillation pattern, a change pattern can be generated in the magnetic field.
  • the electronic device 120 may include a display 121, a sensor, and a processor.
  • the electronic device 120 may perform a certain operation based on a user's command transmitted from the input device 110.
  • the sensor is a magnetic field sensor that senses an ambient magnetic field, and may include, for example, a three-axis magnetic field sensor 130 and linear magnetic field sensors 131 and 132.
  • the sensor illustrated in FIG. 1 is merely an example, and the shape and / or number of sensors included in the electronic device 120 is not limited thereto.
  • the sensor may determine the position (x, y, z) and the rotation direction (roll, pitch, yaw) of the magnetic field generator 112 in the three-dimensional space by sensing the magnetic field generated by the magnetic field generator 112. .
  • the roll component represents the degree of rotation of the magnetic field generator 112 about the Z axis
  • the pitch component represents the degree of rotation of the magnetic field generator 112 about the X axis
  • the yaw component of the magnetic field generator 112 Indicates the degree of rotation about the Y axis.
  • the electronic device 120 detects the sudden change in the yaw component through a sensor, whereby a predetermined command is received from the user. It can be determined whether or not the input.
  • the yaw component is located at the position of the magnetic field generator 112 based on the output values Bx, By, and Bz of the three-axis magnetic field sensor 130 and the output values B1 and B2 of the linear magnetic field sensors 131 and 132. It can be determined by measuring (x, y, z) and the direction of rotation (roll, pitch, yaw).
  • the electronic device 120 may determine the degree of rotation of the magnetic field generator 112 about the Y axis through the yaw component, and the degree of rotation about the Y axis is determined by a predetermined threshold value (eg, a critical rotation angle or a critical rotation). Speed), it may be determined that a predetermined command is input to the input unit 111.
  • a predetermined threshold value eg, a critical rotation angle or a critical rotation. Speed
  • the magnetic field values Bx, By, Bz, B1, and B2 measured by the sensor are expressed by the following equation based on the nonlinear function B describing the magnetic field value generated according to the spatial position and rotation direction of the magnetic field generator 112. It can be determined as 1.
  • Equation 1 may be expressed as follows.
  • the electronic device 120 uses the output values of the sensors to determine five unknowns (x, y, z, roll, yaw) of Equation 2.
  • a nonlinear optimization technique may be applied.
  • the electronic device 120 may determine the degree of rotation about the Y axis from the determined yaw component value, and when the determined degree of rotation exceeds a predetermined threshold value (eg, a critical rotation angle or a critical rotation speed), the input unit In operation 111, it may be determined that a predetermined command is input from the user.
  • a predetermined threshold value eg, a critical rotation angle or a critical rotation speed
  • the electronic device 120 may determine that the user inputs a predetermined command to the input unit 111.
  • FIGS. 2A to 2D are diagrams for describing an input device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 2A there is shown a cross-sectional view of an input device 200 according to one embodiment.
  • the input device 200 may be a touch pen.
  • the input device 200 may include a nib 210, an input unit 220, and a magnetic field generator 230.
  • the magnetic field generator 230 may include a magnet, for example, may have a cylindrical shape.
  • the magnetic field generator 230 is connected to the two rotary shafts 240 and 250, so that the magnetic field generator 230 is the long axis of the input device 200 based on the two rotary shafts 240 and 250. It can rotate about the Y axis shown in (1).
  • the magnetic field generator 230 may include an N pole and an S pole to be perpendicular to the long axis of the input device 200.
  • the magnetic field generator 230 may generate a change pattern of the magnetic field that is different from the reference change pattern of the magnetic field generated by the general use of the input device 200.
  • the input unit 220 moves inside the input device 200 by a predetermined distance and pushes the rotation shaft 250.
  • the rotating shaft 250 includes a protrusion 251, and a threaded groove 261 in which the protrusion 261 is seated is recessed in the guide 260 supporting the rotating shaft 250.
  • the protrusion 251 rotates the rotation shaft 250 in the second arrow direction 241 along the threaded groove 261.
  • the magnetic field generating unit 230 connected to the rotating shaft 250 also rotates together.
  • the dipole of the N pole / S pole of the magnetic field generating unit 230 rotates rapidly to generate a change pattern in the magnetic field
  • the change pattern of the generated magnetic field is a reference of the magnetic field generated by the general use of the input device 200 Can be distinguished from change patterns.
  • the magnetic field generating unit 230 and the two rotating shafts 240 and 250 are originally caused by a spring included in the compartment 242. May return to position.
  • FIG. 2B there is shown a cross-sectional view of an input device 200 according to another embodiment.
  • the touch pen-type input device 200 may include a nib 210, an input unit 220, and a magnetic field generator 230. Unlike the input device 200 of FIG. 2A, in the input device 200 illustrated in FIG. 2B, the input unit 220 may be disposed adjacent to the nib 210. Thus, when the input device 200 presses the electronic device, such as a user writing a text on the electronic device using the input device 200 or clicking or dragging an object displayed on the electronic device, the pressing force is applied to the nib 210. Can be delivered. By the pressing force, the nib 210 and the input unit 220 connected to the nib 210 are moved together by a predetermined distance in the first arrow direction 221.
  • the rotating shaft 250 As the input unit 220 moves in the first arrow direction 221, the rotating shaft 250 also moves together, and the rotating shaft 250 moves in the second arrow direction due to the threaded groove 261 included in the guide 260. Rotate to 241.
  • the magnetic field generator 230 is connected to the rotation shaft 250 to rotate together with the rotation shaft 250 in the second arrow direction 241 due to the rotation of the rotation shaft 250.
  • the N pole / S pole dipole of the magnetic field generating unit 230 rotates rapidly to generate a change pattern in the magnetic field, the change pattern of the generated magnetic field is a reference change of the magnetic field generated by the general use of the input device 200 Can be distinguished from the pattern.
  • the force for pressing the nib 210 disappears, and the nib 210 and the input unit 220 return to their original positions by gravity and / or a spring provided in the compartment 242. You can return.
  • the electronic device may identify a degree of depression of the input unit 220 connected to the pen tip 210 by detecting a pattern of change of the magnetic field generated by the rotation of the magnetic field generator 230.
  • the electronic device may determine the pen pressure based on the degree of depression of the input unit 220, and control the thickness, brightness, and the like of the line displayed on the electronic device according to the determined pen pressure. For example, the greater the degree of depression of the input unit 220, the greater the pressure of the pen pressure, the greater the thickness of the line displayed on the electronic device, or the higher the brightness of the line. On the contrary, the smaller the degree of depression of the input unit 220, the smaller the pressure of the pen pressure is, and the thinner the line thickness displayed on the electronic device or the lighter the line.
  • FIG. 2C there is shown a cross-sectional view of an input device 200 according to another embodiment.
  • the touch pen-type input device 200 may include a nib 210, an input unit 220, and a magnetic field generator.
  • the magnetic field generator may include a movable magnet 230, a first fixed magnet 231, and a second fixed magnet 232, and the input unit 220 may include a third fixed magnet 223.
  • the movable magnet 230 may rotate about the long axis (eg, the Y axis illustrated in FIG. 1) of the input device 200 based on the two connected rotation axes 240 and 250.
  • the first fixed magnet 231 and the second fixed magnet 232 are magnets fixed to the input device 200 and do not move or rotate.
  • the third fixed magnet 223 is a magnet fixed to the input unit 220, and may move in the first arrow direction 221 or the opposite direction as the input unit 220 moves, but is not rotated.
  • the movable magnet 230, the first fixed magnet 231, the second fixed magnet 232, and the third fixed magnet 223 may magnetize the N pole / S pole to be perpendicular to the long axis of the input device 200. .
  • the N-pole / S-pole may be magnetized in a direction different from that of the remaining magnets of the first fixed magnet 231.
  • the magnetic force of the first fixed magnet 231 and the magnetic force of the second fixed magnet 232 affect the movable magnet 230.
  • the movable magnet 230 may arrange the N pole / S pole to correspond to the first fixed magnet 231. Can be.
  • the third fixed magnet 223 included in the input unit 220 is adjacent to the second fixed magnet 232.
  • the first fixed magnet 231 pulls the movable magnet 230.
  • the second stationary magnet 232 and the third stationary magnet 223 increase the force for attracting the movable magnet 230, so that the movable magnet 230 corresponds to the second stationary magnet 232 so as to correspond to the N pole / It can rotate rapidly to arrange the S poles.
  • a change pattern is generated in the magnetic field generated by the rapid rotation of the movable magnet 230, and the generated change pattern of the magnetic field may be distinguished from the reference change pattern of the magnetic field generated by the general use of the input device 200.
  • the third fixed magnet 223 included in the input unit 220 returns to its original position by the spring 270.
  • the force of the first fixed magnet 231 to attract the movable magnet 230 is greater than the force of the second fixed magnet 232 and the third fixed magnet 223 to attract the movable magnet 230.
  • the movable magnet 230 may rotate to return the N pole / S pole arrangement to correspond to the first stationary magnet 231. Due to the rotation of the movable magnet 230, a change pattern is generated in the magnetic field, and the generated change pattern of the magnetic field may be distinguished from the reference change pattern of the magnetic field generated by the general use of the input device 200.
  • the electronic device may identify an on / off operation of the input unit 220 by a user by identifying a change pattern of the magnetic field.
  • 2D is a cross-sectional view of an input device 200 according to another embodiment.
  • the touch pen-type input device 200 may include a nib 210, a magnetic field generator 230, and a spring 270.
  • the magnetic field generator 230 illustrated in FIG. 2D is a magnet in which the N pole / S pole is magnetized so as to be parallel to the long axis of the input device 200, and may be connected to the top and bottom of the input device 210 through a spring 270. Can be.
  • the magnetic field generator 230 vibrates in the direction of the arrow 233, and a change pattern is generated in the magnetic field generated by the vibration of the magnetic field generator 230.
  • the generated change pattern of the magnetic field may be distinguished from the reference change pattern of the magnetic field generated by the general use of the input device 200.
  • the detailed configuration of the input apparatus 200 illustrated in FIGS. 2A to 2D is merely exemplary, and the detailed configuration of the input apparatus 200 is not limited thereto.
  • the springs shown in FIGS. 2A-2D may be replaced by separate magnets, and conversely, the magnets shown in FIGS. 2A-2D may be replaced by separate springs.
  • the input unit is illustrated as being positioned at the top or bottom of the input device, but the position of the input unit is not limited thereto and may be located at the middle of the input device to cause rotation and movement of the magnetic field generating unit. It may be.
  • one permanent magnet is included in the input device 200 in FIGS.
  • FIG. 2C this is merely illustrative.
  • Various magnet / ferromagnetic combinations that can generate a change pattern of the magnetic field in the input device 200 may also be applied to the present invention.
  • the third fixed magnet 223 illustrated in FIG. 2C may be located outside of the input device 200.
  • the movement of the movable magnet 230 inside the input device 200 is caused by the magnetic force of the third fixed magnet 223, and the magnetic field A change pattern of may be generated.
  • the electronic device may recognize whether the third fixed magnet 223 is attached to the input device 200 by sensing the generated change pattern of the magnetic field.
  • the electronic device may identify a magnet attached to the input device 200 from among the plurality of third fixed magnets 223 and perform a certain operation according to the identification result.
  • the magnetic field generator 230 illustrated in FIG. 2D may be connected to one spring 270 to vibrate in the input device 200.
  • the magnetic field generator 230 may be a permanent magnet in a bead shape, and the spring 270 connected to the magnetic field generator 230 vibrates around the middle of the input device 200 by the magnetic field generator 230. In order to do so, it may be disposed in the middle portion of the input device 200.
  • the input device 200 may include a fixed magnet instead of the spring 270, and the magnetic field generator 230, which is a permanent magnet in the form of a bead, is based on a pulling force between the fixed magnet and the magnetic field generator 230. It can vibrate around the fixed magnet.
  • 3 and 4 illustrate examples of controlling a magnitude of a magnetic field generated by an input device according to at least one example embodiment.
  • the input device 300 may include magnets 310 and ferromagnetic materials 320 arranged in a line.
  • the magnets 310 when the magnets 310 are arranged in a line to arrange the N poles and the S poles of the magnet 310 in a line, and the ferromagnetic material 320 is arranged to surround the magnet 310, the magnets
  • the magnetic flux F generated by the 310 stays in a loop composed of the magnet 310 and the ferromagnetic material 320, rather than being output to the outside of the input device 300.
  • the input device 300 may minimize the size of the magnetic field transmitted to the electronic device and the size of the magnetic field generated on the surface of the input device 300.
  • an object eg, a magnetic card of a credit card
  • the user rotates the knob 330 to arrange the magnet 310. Can be changed.
  • the gear 340 connected to the knob 330 rotates, and as the gear 340 rotates, the magnet 310 connected to the gear 340 may also rotate.
  • the input device 400 may include a magnet 410 and a ferromagnetic material 320 disposed in parallel with each other. 4 illustrates a state of the input device 300 in which the magnet arrangement is changed as the knob 330 of the input device 300 shown in FIG. 3 rotates.
  • the ferromagnetic material 420 no longer surrounds the magnets 410.
  • the magnetic flux F generated by the magnet 410 is output to the outside of the input device 400 rather than staying in a loop composed of the magnet 410 and the ferromagnetic material 420.
  • the input device 400 may maximize the magnitude of the magnetic field transmitted to the electronic device and the magnitude of the magnetic field generated on the surface of the input device. Through this, the electronic device can easily measure the magnetic field output from the input device 400.
  • the input device is illustrated as a pen, but this is merely an example, and the form of the input device is not limited thereto.
  • 5 and 6 illustrate another example of controlling a magnitude of a magnetic field generated by an input device according to at least one example embodiment.
  • the input device 500 may include a magnet 510 and a ferromagnetic material 520 surrounding the magnet 510.
  • the ferromagnetic material 520 is arranged to surround the magnet 510, the magnetic flux F generated from the magnet 510 is not included in the input device 500, but rather in a loop composed of the magnet 510 and the ferromagnetic material 520. I will stay.
  • the input device 500 may minimize the size of the magnetic field transmitted to the electronic device and the size of the magnetic field generated on the surface of the input device 500.
  • an object eg, a magnetic card of a credit card
  • the ferromagnetic material 520 is disposed to surround the magnet 510, the length of the input device 500 may be shortened, and portability of the input device 500 may be enhanced.
  • the user may use the ferromagnetic material 520 so that the ferromagnetic material 520 does not surround the magnet 510. 520 may be rotated.
  • the input device 600 may include a magnet 610 and a ferromagnetic material 620 disposed in series with the magnet 610. 6 illustrates a state of the input device 500 rotated such that the ferromagnetic material 520 of FIG. 5 does not surround the magnet 510.
  • the ferromagnetic material 620 As the ferromagnetic material 620 is rotated to be disposed in series with the magnet 610, the ferromagnetic material 620 no longer surrounds the magnet 610. Thus, the magnetic flux F generated by the magnet 610 is output to the outside of the input device 600 rather than staying in a loop composed of the magnet 610 and the ferromagnetic material 620. Through this, the electronic device can easily measure the magnetic field output from the input device 600.
  • the input device is in the form of a pen, this is only an example according to an exemplary embodiment and the form of the input device is not limited thereto.
  • FIG. 7 and 8 illustrate another example of controlling a magnitude of a magnetic field generated by an input device according to at least one example embodiment.
  • the input device 700 may include a first magnet 710 and a second magnet 720 disposed in series with each other.
  • the input device 700 may maximize the size of the magnetic field transmitted to the electronic device and the size of the magnetic field generated on the surface of the input device 700, and the electronic device may output the magnetic field output to the outside of the input device 700. Can be measured easily.
  • Input device 700 to prevent a situation where an object adjacent to the input device 700 (for example, a magnetic card of a credit card, etc.) is damaged or the user's hand is caught between the input device 700 by attracting a surrounding magnetic object.
  • an object adjacent to the input device 700 for example, a magnetic card of a credit card, etc.
  • the user may fold the input device 700.
  • the input device 800 may include a first magnet 810 and a second magnet 820 arranged in parallel with each other.
  • FIG. 8 may indicate a folded state of the input device 700 of FIG. 7.
  • the N pole of the first magnet 810 is disposed adjacent to the S pole of the second magnet 820, and the S pole of the first magnet 810 is second to the second electrode 810. It is disposed adjacent to the north pole of the magnet 820.
  • the magnetic flux F generated by the first magnet 810 and the second magnet 820 is to remain in the loop generated by the first magnet 810 and the second magnet 820 rather than output to the outside of the input device 800. do.
  • the magnetic flux F output to the outside of the input device 800 is reduced, and the input device 800 can minimize the size of the magnetic field transmitted to the electronic device and the size of the magnetic field generated on the surface of the input device 800. have.
  • the input device is in the form of a pen, this is only an example according to an exemplary embodiment and the form of the input device is not limited thereto.
  • 9 to 12 are diagrams illustrating examples of a structure of a magnetic field generator included in an input device according to at least one example embodiment.
  • a typical input device 900 including a magnet 910 is shown.
  • the magnet 910 generates a magnetic flux F.
  • the generated magnetic flux F is concentrated at both ends of the magnet 910, and in particular, the density of the magnetic flux F output from the corner portion among the ends is high.
  • the input device 1000 includes magnets 1010 having different cross-sectional areas provided in an exterior having a cross-sectional shape such as a long shape.
  • a magnet having a larger cross-sectional area is disposed at the center, and a smaller magnet having a cross-sectional area is disposed at the end. . That is, the cross-sectional area of the portion corresponding to the magnetic poles where the magnetic flux is concentrated is made small, and the magnetic poles are arranged away from the external appearance.
  • the magnetic force that the magnetic pole is far from the surface of the exterior surface and the magnetic force is weakened on the exterior surface the magnetic flux F generated in the magnets 1010 can be dispersed and output at the end of each magnet, the magnetic flux F is the amount of the magnet Dense output at the end can be prevented. Since the total magnetic flux generated by the magnets 1010 is not reduced, the influence on the magnitude of the magnetic field measured in the electronic device may be insignificant.
  • FIG. 10 Although the plurality of magnets 1010 are shown in FIG. 10, this is merely an example, and the structure shown in FIG. 10 may be implemented with one magnet.
  • the input device 1100 may include a magnet 1110 having a predetermined structure.
  • the middle portion of the magnet 1110 has a constant cross-sectional area, but both ends of the magnet 1110 may have a cross-sectional area that decreases toward the end. Even in this case, the phenomenon in which the magnetic flux F is densely output at both ends can be prevented.
  • the input device 1200 may include a magnet 1210 and ferromagnetic bodies 1220 disposed at both ends of the magnet 1210.
  • the magnetic flux F may be concentrated at both ends and prevented from being output. .
  • the input device illustrated in FIGS. 10 to 12 can minimize the size of the magnetic field generated on the surface of the input device without reducing the size of the magnetic field transmitted to the electronic device.
  • modeling for predicting the magnetic flux distribution can be simplified similarly to a bar magnet by concentrating the magnetic flux distribution at both ends having a narrow cross section. .
  • accuracy can be improved while effectively reducing the amount of computation for predicting the position and rotation direction of the input device.
  • the shape of the magnet shown in FIGS. 10 to 12 is merely exemplary, and the shape of the magnet included in the input device is not limited thereto, and various shapes (cylinders, rectangles, polygons, cones, polygonal cones, etc.) are illustrated. ) May be applied.
  • the input device is illustrated in the form of a pen in FIGS. 10 to 12, this is merely an example according to an exemplary embodiment and the form of the input device is not limited thereto.
  • the magnitude of the magnetic field generated on the surface of the input device may be controlled based on the distance between the magnetic field generator and the surface of the input device.
  • the magnetic field generating unit may include a bar magnet of the type shown in FIG. 9, and the magnetic flux F may be concentrated at both ends of the bar magnet.
  • the input device may be designed to become thicker toward both ends of the bar magnet.
  • the distance between both ends of the bar magnet where the magnetic flux F is concentrated and the surface of the input device is longer than the distance between the interruption of the bar magnet and the surface of the input device, and the input device may have a dumbbell shape.
  • the shape of the input device it is possible to reduce the size of the magnetic field generated on the surface of the input device while maintaining the shape of the magnetic field generator.
  • FIG. 13 and 14 illustrate examples of generating a rocking pattern of a magnetic field, according to an exemplary embodiment.
  • an input device 1300 is illustrated in which a user does not press the input unit 1310.
  • the magnetic field generator may include a movable magnet 1330, a first fixed magnet 1340, and a second fixed magnet 1350.
  • the movable magnet 1330 is a bead-shaped magnet, and is located inside the room 1320, and may move freely inside the room 1320 if no force is applied because it is not attached to a specific location.
  • the first fixed magnet 1340 and the second fixed magnet 1350 may have different tensions, and the first fixed magnet 1340 may have a stronger strength than the second fixed magnet 1350.
  • the first fixed magnet 1340 may be attached to the input unit 1310, and the second fixed magnet 1350 may be attached to an outer wall of the room 1320.
  • FIG. 13 illustrates a state in which the user does not press the input unit 1310.
  • the movable magnet 1330 may be removed. 1 may be positioned adjacent to the fixed magnet 1340.
  • an input device 1400 is shown in which a user pushes the input unit 1410.
  • the first fixed magnet 1440 moves downward together with the input unit 1410 to move away from the movable magnet 1430.
  • the second fixed magnet 1450 is moved by the movable magnet (1450) rather than a force that the first fixed magnet 1440 attracts the movable magnet 1430.
  • the force for attracting 1430 is much greater, causing the movable magnet 1430 to move rapidly to the second stationary magnet 1450.
  • the movable magnet 1430 is attached to the second fixed magnet 1450 to vibrate.
  • the oscillation of the movable magnet 1430 generates a rocking pattern of the magnetic field output to the outside of the input device 1400.
  • the size of the rocking pattern of the magnetic field output to the outside of the input device 1400 may also gradually decrease.
  • the electronic device detects the oscillation pattern of the magnetic field output to the outside of the input device 1400 through the built-in sensor, thereby checking whether the movable magnet 1430 is vibrated, and through this, a predetermined command (for example, it is possible to identify whether a button press) has been input.
  • a predetermined command For example, it is possible to identify whether a button press
  • 15 to 17 are diagrams illustrating another example of generating a rocking pattern of a magnetic field, according to an exemplary embodiment.
  • an electronic device 1510 including a first magnetic field generator is illustrated.
  • the electronic device 1510 may identify the opening / closing of the cover including the second magnetic field generator.
  • the first magnetic field generator may include a movable magnet 1530, a first fixed magnet 1540, and a second fixed magnet 1550.
  • the movable magnet 1530 is a bead-shaped magnet, and is located inside the room 1520, and may move freely inside the room 1520 if no force is applied because it is not attached to a specific location.
  • the first fixed magnet 1540 and the second fixed magnet 1550 may have different sizes of tension, and the first fixed magnet 1540 may have a stronger strength than the second fixed magnet 1550.
  • the first fixed magnet 1540 and the second fixed magnet 1550 are attached to different locations on the outer wall of the room 1520, wherein the first fixed magnet 1540 and the second fixed magnet 1550 are different from each other. It may include the N pole / S pole in the direction.
  • FIG. 15 illustrates a state in which the cover of the electronic device 1510 is not closed.
  • the movable magnet 1530 is illustrated. May be positioned adjacent to the first fixed magnet 1540.
  • the electronic device 1610 is shown with the cover 1660 closed.
  • the cover 1660 includes a second magnetic field generating unit 1670. As the cover 1660 is closed, the second magnetic field generating unit 1670 generates magnetic flux in the same direction as the second fixed magnet 1650. Can be arranged. In other words, the second magnetic field generator 1670 and the second fixed magnet 1650 may be arranged as if connected in series with each other.
  • the force that the second fixed magnet 1650 and the second magnetic field generating unit 1670 attract the movable magnet 1630 is generated by the second magnetic field generating unit 1670 and the second fixed magnet 1650.
  • the first fixed magnet 1640 is stronger than the force for attracting the movable magnet 1630, and the movable magnet 1630 is rapidly moved from the first fixed magnet 1640 to the second fixed magnet 1650. In this sudden movement, the movable magnet 1630 is attached to the second fixed magnet 1650 to vibrate.
  • the oscillation of the movable magnet 1630 generates a rocking pattern of the magnetic field generated by the first magnetic field generator.
  • the size of the rocking pattern of the magnetic field generated by the first magnetic field generator may be gradually reduced.
  • the electronic device 1610 may recognize the closing of the cover 1660 by detecting a rocking pattern of the magnetic field generated by the first magnetic field generator through the built-in sensor.
  • the electronic device 1710 is shown with the cover 1760 open.
  • the force of the first fixed magnet 1740 attracts the movable magnet 1730.
  • the second fixed magnet 1750 is larger than the force for attracting the movable magnet 1730, and the movable magnet 1730 moves rapidly from the second fixed magnet 1750 to the first fixed magnet 1740. In this sudden movement, the movable magnet 1730 is attached to the second fixed magnet 1750 to vibrate. The oscillation of the movable magnet 1730 generates a rocking pattern of the magnetic field generated by the first magnetic field generator.
  • the electronic device 1710 may recognize the opening of the cover 1760 by detecting a rocking pattern of the magnetic field generated by the first magnetic field generator through the built-in sensor.
  • Both the opening and closing of the cover generates a rocking pattern in which a magnetic field vibrates, but the opening and closing of the cover is different in the magnitude of the magnetic force of the first fixed magnet and the second fixed magnet, so that the size of the rocking pattern of the movable magnet 1730 is different.
  • the directions of change may be distinguished from each other by using at least one of different points.
  • 18 to 20 illustrate another example of generating a rocking pattern of a magnetic field, according to an exemplary embodiment.
  • the electronic device 1810 includes a first magnetic field generator including a movable magnet 1820, a first fixed magnet 1830, and a second fixed magnet 1840, and the cover 1850 is formed of a first magnet.
  • a first magnetic field generator including a movable magnet 1820, a first fixed magnet 1830, and a second fixed magnet 1840, and the cover 1850 is formed of a first magnet.
  • 2 may include a magnetic field generating unit (1851).
  • the first fixed magnet 1830 and the second fixed magnet 1840 are magnets fixed to the electronic device 1810 and may be disposed at fixed locations around the movable magnet 1820.
  • the first fixed magnet 1830 has a stronger magnetic force than the second fixed magnet 1840.
  • the movable magnet 1820 is a cylindrical magnet to rotate about the rotation axis 1821, the rotation of the movable magnet 1820 will be described later with reference to FIGS. 19 to 20.
  • FIG. 19 a cross-sectional view of the electronic device 1810 and the cover 1950 without the cover 1950 being closed is illustrated.
  • the influence of the magnetic force of the second magnetic field generator 1951 on the movable magnet 1920 may be insignificant.
  • the force of the first stationary magnet 1930 attracting the movable magnet 1920 is stronger than the force of the second stationary magnet 1940 attracting the movable magnet 1920
  • the movable magnet 1920 is the first.
  • the N pole / S pole may be arranged to correspond to the fixed magnet 1930.
  • the movable magnet 1920 rotates the N pole / S pole about the rotation shaft 1921 to move the N pole / S pole array to correspond to the first fixed magnet 1930, and the N pole / S pole
  • As the arrangement of the first magnets 1930 corresponds to the movable magnet 1920 may gradually reduce its rotation.
  • the electronic device 2010 in a state where the cover 2050 is closed is shown.
  • the second fixed magnet 2040 is adjacent to the second magnetic field generator 2051.
  • the first fixed magnet 2030 pulls the movable magnet 2020.
  • the force of the second fixed magnet 2040 and the second magnetic field generator 2051 attracting the movable magnet 2020 becomes greater than the force, so that the movable magnet 2020 corresponds to the second fixed magnet 2040. It can rotate rapidly to arrange the N / S poles. In this case, the movable magnet 2020 may rotate the N pole / S pole about the rotation shaft 2021.
  • Vibration occurs due to the rapid rotation of the movable magnet 2020, and a rocking pattern of the magnetic field generated by the first magnetic field generator is generated.
  • the electronic device 2010 may recognize the closing of the cover 2050 by detecting a rocking pattern of the magnetic field generated by the first magnetic field generator through the built-in sensor.
  • the movable magnet 2020 is not the second fixed magnet 2040 but the first fixed magnet 2040.
  • the N pole / S pole may be rapidly rotated to correspond to 2030.
  • Vibration occurs due to the rapid rotation of the movable magnet 2020, and a rocking pattern of the magnetic field generated by the first magnetic field generator is generated.
  • the electronic device 2010 may recognize the closing of the cover 2050 by detecting a rocking pattern of the magnetic field generated by the first magnetic field generator through the built-in sensor.
  • Both the opening and closing of the cover 2050 generates a fluctuation pattern of the magnetic field, but the opening and closing of the cover 2050 is performed by the movable magnet as the magnetic force sizes of the first fixed magnet 2030 and the second fixed magnet 2040 are different from each other. It can be distinguished by using at least one of the fact that the magnitude of the fluctuation pattern of the generated magnetic field is different and the direction of the initial magnetic field change is different from each other.
  • first fixed magnet and the second fixed magnet are arranged at an angle of 90 degrees with respect to the movable magnet, but this is only an example according to an exemplary embodiment.
  • the structure of the first magnetic field generating unit including the fixed magnet and the second fixed magnet is not limited thereto.
  • the first fixed magnet and the second fixed magnet may be disposed at an angle of 180 degrees with respect to the movable magnet.
  • the second magnetic field generating unit may be disposed in the same direction as the second fixed magnet with respect to the movable magnet as the cover is closed.
  • the first fixed magnet and the second fixed magnet may be disposed such that a straight line connecting the first fixed magnet, the movable magnet, and the second fixed magnet is oblique to the electronic device.
  • the second magnetic field generating unit may be disposed on a straight line extending between the first fixed magnet, the movable magnet, and the second fixed magnet as the cover is closed.
  • FIGS. 15 to 20 an example of recognizing opening and closing of the cover has been described, but the description may also be applied to detachment of a pen including a magnet. That is, as the pen is accommodated in the housing of the electronic device, the magnet embedded in the pen may cause the movable magnet vibration of the magnetic field generator included in the electronic device. On the contrary, as the pen is pulled out of the electronic device, the magnet embedded in the pen may cause the moving magnet vibration of the magnetic field generator included in the electronic device. By identifying the rocking pattern of the magnetic field generated by the vibration of the movable magnet, the electronic device may recognize detachment of the pen. Likewise, the foregoing descriptions in FIGS. 15-20 can also be applied to the detachment of the keyboard dock.
  • the electronic device may simultaneously distinguish between opening and closing of the cover and detachment of the pen / keyboard dock by adjusting the rocking pattern of the magnetic field generated by the movable magnet.
  • the electronic device and input device illustrated in FIGS. 13 to 20 further include springs, latches, or other magnets, thereby effectively moving and vibrating the movable magnets caused by the movement of the cover, pen, keyboard dock, and button. It can also be implemented.
  • 21 illustrates another example of an input device using a magnetic field, according to an exemplary embodiment.
  • an electronic device 2110 and an input device 2120 are shown.
  • the electronic device 2110 may include a sensor and detect a magnetic field generated by the input device 2120 through the sensor.
  • the sensor is a magnetic field sensor capable of sensing a magnetic field, and may include, for example, a three-axis magnetic field sensor, a linear magnetic field sensor, or the like.
  • the electronic device 2110 may include a touch screen on a front surface thereof, and a housing 2111 on a rear surface thereof.
  • the input device 2120 may include a magnetic field generator that generates a magnetic field, and may include, for example, an earphone, an external speaker, or another electronic device including the magnetic field generator.
  • the user contacts the input device 2120 with the housing 2111 of the electronic device 2110 (eg, the back of the electronic device 2110, etc.) using a hand, and then inputs the input device on a plane parallel to the housing 2111.
  • 2120 can be moved back, forth, left, and right. Since the degree of freedom of the input device 2120 moving on a plane parallel to the housing 2111 is 2, when the degree of freedom measurable by the sensor of the electronic device 2110 is 2 or more, the electronic device 2110 is set to 2 of the input device 2120. A change pattern of the magnetic field generated by the dimensional movement may be detected and an operation corresponding thereto may be performed.
  • the electronic device 2110 may use the input device 2120 as a pointing device.
  • the electronic device 2110 may change the input device.
  • the change pattern of the magnetic field generated at 2120 may be detected and an operation corresponding thereto may be performed.
  • the movement of the electronic device 2110 may be measured using the magnetic field generating unit built in the input device 2120 located outside the electronic device 2110 as a reference coordinate of the position.
  • the electronic device 2110 measures and measures the magnetic field generated from the input device 2120 through the built-in sensor. Based on the magnetic field, the electronic device 2110 may grasp the movement (eg, the position, the moving direction, etc.) of the electronic device 2110 and perform a certain operation.
  • the electronic device 2110 itself may be used as a pointing device.
  • the electronic device 2110 is used as a pointing device for another electronic device by transmitting the movement of the electronic device 2110 detected through the magnetic field measured by the electronic device 2110 to another electronic device through a wired / wireless network. May be
  • 22 is a diagram for describing a method of operating an input device, according to an exemplary embodiment.
  • an operation method of an input device includes receiving a predetermined command from a user 2210 and generating a change pattern in a magnetic field transmitted to the electronic device as a predetermined command is input. 2220.
  • 23 is a diagram for describing a method of operating an electronic device, according to an exemplary embodiment.
  • the electronic device may include a first magnetic field generator that generates a change pattern of the magnetic field based on a change of the position of the movable magnet with respect to the fixed magnet.
  • the position change of the movable magnet may be caused by a movement of the input device including the second magnetic field generating unit near or away from the electronic device.
  • a method of operating an electronic device based on a change in position of a movable magnet with respect to a plurality of stationary magnets is performed (2310) and controlling the operation of the electronic device based on the change pattern.
  • the position of the movable magnet is changed based on a relative position between the electronic device and an input device corresponding to the electronic device.
  • the embodiments described above may be implemented as hardware components, software components, and / or combinations of hardware components and software components.
  • the devices, methods, and components described in the embodiments may include, for example, processors, controllers, arithmetic logic units (ALUs), digital signal processors, microcomputers, field programmable gates (FPGAs). It may be implemented using one or more general purpose or special purpose computers, such as an array, a programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions.
  • the processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system.
  • the processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to the execution of the software.
  • OS operating system
  • the processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to the execution of the software.
  • processing device includes a plurality of processing elements and / or a plurality of types of processing elements. It can be seen that it may include.
  • the processing device may include a plurality of processors or one processor and one controller.
  • other processing configurations are possible, such as parallel processors.
  • the software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the above, and configure the processing device to operate as desired, or process it independently or collectively. You can command the device.
  • Software and / or data may be any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device in order to be interpreted by or to provide instructions or data to the processing device. Or may be permanently or temporarily embodied in a signal wave to be transmitted.
  • the software may be distributed over networked computer systems so that they may be stored or executed in a distributed manner.
  • Software and data may be stored on one or more computer readable recording media.
  • the method according to the embodiment may be embodied in the form of program instructions that can be executed by various computer means and recorded in a computer readable medium.
  • the computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.
  • the program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the embodiments, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks.
  • Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
  • the hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

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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
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 입력 장치의 움직임을 식별하고, 터치스크린에 표시된 객체의 움직임을 상기 입력 장치의 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.
Figure PCTKR2016000890-appb-I000001
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.
Figure PCTKR2016000890-appb-I000002
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. 제23항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
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