KR20090116687A - 디지털 펜 시스템, 송신기 장치, 수신 장치, 그 제조 및 사용 방법 - Google Patents
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Abstract
(i) 펜-고정식 초음파 장치(210)(즉, 송신기 또는 수신기) 및 (ⅱ) 다수의 필기면 고정식 초음파 장치(150)(즉, 송신기 또는 수신기)를 구비하는 디지털 펜(100)의 위치를 추적하기 위한 시스템(5)이 개시된다. 일부 실시예에서, 측정은 초음파가 필기면 상의 '주어진 지점'(175)과 필기면 고정식 초음파 장치(150) 사이의 필기면 서브-경로(170)를 포함하는 경로를 거쳐서 펜-고정식 초음파 장치(210)와 필기면 고정식 초음파 장치(150) 사이를 이동하는데 걸리는 시간으로 이루어진다. 일부 실시예에서, 디지털 펜(100) 또는 그 부품[예를 들면, 펜-고정식 초음파 장치(210)]의 위치는 (i) 상기 초음파 이동의 측정된 시간, 및 (ⅱ) 상기 필기면(140) 내에서의 초음파의 속도에 따라 결정될 수 있다. 디지털 펜(100)의 위치를 추적하기 위한 관련 방법이 개시된다. 임의의 현재-개시된 시스템을 제작하기 위한 관련 방법도 제공된다. 추가로, 펜-고정식 초음파 송신기(210)로부터 초음파를 송신하고, 보드 또는 필기면(140)에서 전파되는 초음파를 검출하기 위한 장치 및 방법이 개시된다.
초음파 장치, 필기면, 서브경로, 초음파 전파 시간 측정 시스템, 초음파 기초 위치 결정 시스템, 호버-검출 요소, 유선 연결부, 초음파 반사기
Description
잉크로 쓰는 것의 여부에 관계없이 본 명세서에서 "디지털 펜"으로도 지칭되는 디지털 필기구(writing instrument)[또는 스타일러스(stylus)]는 펜 스트로크(pen strokes)를 포착하여 디지털화하는데 사용될 수 있다. 일부 디지털 필기 시스템은 기록된 펜 스트로크를 텍스트 데이터로 변환하기 위한 광학 문자 인식(OCR) 소프트웨어를 포함한다.
통상적으로, 디지털 펜은 호스트 장치(및 "전용 박스", 퍼스널 컴퓨터, PDA 등과 같은 임의의 컴퓨터화 플랫폼 장치)와 함께 작동하며 이 장치에 데이터를 송신한다. 이는 디지털 펜으로부터 신호를 수신하는 하나 이상의 수신 스테이션을 거치거나 직접 이루어질 수 있다. 디지털 펜의 위치는 디지털 추적(tracking) 기구에 의해 추적되며, 위치 데이터는 호스트 장치의 메모리(휘발성 및/또는 비휘발성 메모리)에 필기될 수 있다. 디지털 펜 및 호스트 장치를 포함하는 시스템은 통상 디지털 펜과 호스트 장치 사이에 통신 링크(유선 또는 무선)를 구비하는 것을 알아야 한다.
특정 디지털 필기 시스템은 두 가지 작동 모드, 즉 펜 스트로크를 추적하기 위한 "디지털 펜 모드"와 디지털 펜이 호스트 장치용 마우스로서 기능할 수 있는 "마우스 모드"를 제공한다. 많은 용도에 있어서, 펜이나 스타일러스(즉, 포인트를 갖는)는 사용자가 소정의 표면 위에서 '필기'를 하거나 스트로크를 수행하는데 사용된다. 따라서, 스타일러스나 펜이 "다운(down)"되면(즉, 표면과 접촉되면), 임의의 주어진 순간의 펜 위치는 펜 스트로크를 수행하도록 추적될 수 있다. 펜이 "업(up)"되면[즉, 표면 위에 떠있으면(hover)], 펜 위치는 "마우스 모드"를 제공하도록 추적될 수 있거나, 대안적으로 "아이들" 상태에 있을 수 있다. "펜 호버링(pen hovering)"의 다른 적용도 공지되어 있다. 통상적으로, 펜이 '떠있을'때 펜의 팁(tip: 끝)은 필기면으로부터 2 내지 3cm 미만 떨어져 있지만, 이 수치에 한정되는 것은 아니며, 2 내지 3cm 이상 이격되어 떠있을 수도 있다. 다수의 시스템에서, 호스트 장치는 디스플레이와 연관되어 있으며, 디스플레이 상에는 펜 스트로크 및/또는 마우스 이동이 표시될 수 있다.
(i) 펜-고정식 초음파 장치(즉, 송신기 또는 수신기) 및 (ⅱ) 다수의 필기면 고정식 초음파 장치(즉, 송신기 또는 수신기)를 구비하는 디지털 펜의 위치를 추적하기 위한 시스템이 개시된다. 일부 실시예에서, 측정은 초음파가 필기면 상의 '주어진 지점'과 필기면 고정식 초음파 장치 사이의 필기면 서브-경로를 포함하는 경로를 거쳐서 펜-고정식 초음파 장치와 필기면 고정식 초음파 장치 사이를 이동하는데 걸리는 시간으로 이루어진다. 일부 실시예에서, 디지털 펜 또는 그 부품의 위치는 (i) 초음파 이동의 측정된 시간, 및 (ⅱ) 필기면 내에서의 초음파의 속도에 따라 결정될 수 있다. 디지털 펜의 위치를 추적하기 위한 관련 방법이 개시된다. 임의의 현재-개시된 시스템을 제작하기 위한 관련 방법도 제공된다. 추가로, 펜-고정식 초음파 송신기로부터 초음파를 송신하고, 보드 또는 필기면에서 전파되는 초음파를 검출하기 위한 장치 및 방법이 개시된다.
이제 처음으로, 접촉-모드 위치 측정 시스템으로서, a) 팁을 갖는 펜 하우징 및 초음파 송신기와 초음파 수신기로 구성되는 그룹에서 선택되는 펜-고정식 초음파 장치(즉, 그 위치가 펜 하우징에 대해, 예를 들면 펜 하우징 내에 고정되거나 펜 하우스에 부착됨)를 구비하는 디지털 펜, b) 필기면, c) 그 각각이 초음파 송신기와 초음파 수신기로 구성되는 그룹에서 선택되고, 상기 필기면에 대해 고정되는 각각의 위치를 갖는 다수의 필기면-고정식 초음파 장치, d) 상기 디지털 펜이 상기 필기면 상에 위치할 때 상기 각각의 필기면-고정식 초음파 장치에 있어서 초음파가 (i) 실질적으로 상기 팁과 상기 필기면 사이의 접촉 위치로서 상기 접촉 위치와 가장 가까운 상기 필기면 고정식 초음파 장치 사이의 거리의 30% 미만인 공차 내에 있는 위치와 (ⅱ) 상기 각각의 필기면-고정식 장치 사이의 경로에 의해 규정되는 각각의 필기면 서브경로를 구비하는 경로를 거쳐서 (i) 상기 펜-고정식 초음파 장치와 (ⅱ) 상기 각각의 필기면-고정식 초음파 장치 사이를 상기 필기면을 통해서 이동하는데 걸리는 각각의 시간을 측정하도록 작동하는 초음파 전파 시간 측정 시스템, 및 e) (i) 상기 결정된 초음파 이동 시간과 (ⅱ) 상기 필기면 내의 초음파 속도에 따라 상기 펜-고정식 초음파 장치의 위치를 결정하기 위한 초음파 기초 위치-결정 시스템을 포함하는 접촉-모드 위치 측정 시스템이 개시된다.
이제 처음으로, 접촉 또는 호버링 모드 위치 측정 시스템으로서, a) 팁을 갖는 펜 하우징 및 초음파 송신기와 초음파 수신기로 구성되는 그룹에서 선택되는 펜-고정식 초음파 장치를 구비하는 디지털 펜, b) 필기면, c) 그 각각이 초음파 송신기와 초음파 수신기로 구성되는 그룹에서 선택되고, 상기 필기면에 대해 고정되는 각각의 위치를 갖는 다수의 필기면-고정식 초음파 장치, d) 상기 디지털 펜이 상기 필기면 상에 또는 필기면 위에 위치할 때 상기 각각의 필기면-고정식 초음파 장치에 있어서 초음파가 (i) 상기 팁과 가장 가까운 상기 필기면 고정식 초음파 장치 사이의 거리의 30% 미만인 공차 내에서 상기 초음파 장치의 긴 축과 상기 필기면 사이의 교차점과, (ⅱ) 상기 각각의 필기면-고정식 장치 사이의 경로에 의해 규정되는 각각의 필기면 서브경로를 구비하는 경로를 거쳐서 (i) 상기 펜-고정식 초음파 장치와 (ⅱ) 상기 각각의 필기면-고정식 초음파 장치 사이를 상기 필기면을 통해서 이동하는데 걸리는 각각의 시간을 측정하도록 작동하는 초음파 전파 시간 측정 시스템, 및 e) (i) 상기 결정된 초음파 이동 시간과 (ⅱ) 상기 필기면 내의 초음파 속도에 따라 상기 펜-고정식 초음파 장치의 위치를 결정하기 위한 초음파 기초 위치-결정 시스템을 포함하는 접촉 또는 호버링 모드 위치 측정 시스템이 개시된다.
이제 처음으로, 접촉 또는 호버링 모드 위치 측정 시스템으로서, a) 팁을 갖는 펜 하우징 및 초음파 송신기와 초음파 수신기로 구성되는 그룹에서 선택되는 펜-고정식 초음파 장치를 구비하는 디지털 펜, b) 필기면, c) 그 각각이 초음파 송신기와 초음파 수신기로 구성되는 그룹에서 선택되고, 상기 필기면에 대해 고정되는 각각의 위치를 갖는 다수의 필기면-고정식 초음파 장치, d) 상기 디지털 펜이 상기 필기면 상에 또는 필기면 위에 위치할 때 상기 각각의 필기면-고정식 초음파 장치에 있어서 초음파가 (i) 상기 필기면 상의 주어진 지점과 (ⅱ) 상기 각각의 필기면-고정식 장치 사이의 경로에 의해 규정되는 각각의 필기면 서브경로를 구비하는 경로를 거쳐서 (i) 상기 펜-고정식 초음파 장치와 (ⅱ) 상기 각각의 필기면-고정식 초음파 장치 사이를 상기 필기면을 통해서 이동하는데 걸리는 각각의 시간을 측정하도록 작동하는 초음파 전파 시간 측정 시스템, 및 e) (i) 상기 결정된 초음파 이동 시간과 (ⅱ) 상기 필기면 내의 초음파 속도에 따라 상기 펜-고정식 초음파 장치의 위치를 결정하기 위한 초음파 기초 위치-결정 시스템을 포함하며, 각각의 상기 필기면 서브경로에 있어서, (i) 상기 펜-고정식 초음파 장치와 (ⅱ) 상기 주어진 지점 사이의 표면위 서브-경로의 길이와 상기 각각의 필기면 서브경로의 길이 사이의 비율은 0.1 이상 10 이하인 접촉 또는 호버링 모드 위치 측정 시스템이 개시된다.
이제 처음으로, 위치 측정 시스템으로서, a) 팁을 갖는 펜 하우징 및 초음파 송신기와 초음파 수신기로 구성되는 그룹에서 선택되는 펜-고정식 초음파 장치를 구비하는 디지털 펜, b) 필기면, c) 그 각각이 초음파 송신기와 초음파 수신기로 구성되는 그룹에서 선택되고, 상기 필기면에 대해 고정되는 각각의 위치를 갖는 다수의 필기면-고정식 초음파 장치, d) 상기 디지털 펜이 상기 필기면 상에 또는 필기면 위에 위치할 때 상기 각각의 필기면-고정식 초음파 장치에 있어서 초음파가 A) (I) 상기 초음파 수신기의 긴 축과 상기 필기면 사이의 교차점으로부터의 그 거리가 상기 팁과 가장 가까운 상기 필기면 고정식 초음파 장치 사이의 거리의 30% 미만인 주어진 지점과, (Ⅱ) 상기 각각의 필기면 고정식 장치 사이의 경로에 의해 규정되는 제 1의 각각의 필기면 서브경로와, B) (I) 실질적으로 상기 팁과 상기 필기면 사이의 접촉 위치로서 상기 접촉 위치와 가장 가까운 상기 필기면 고정식 초음파 장치 사이의 거리의 30% 미만인 공차 내에 있는 위치와, (Ⅱ) 상기 각각의 필기면-고정식 장치 사이의 경로에 의해 규정되는 제 2의 각각의 필기면 서브경로로 구성되는 그룹에서 선택되는 각각의 필기면 서브경로를 구비하는 경로를 거쳐서 (i) 상기 펜-고정식 초음파 장치와 (ⅱ) 상기 각각의 필기면-고정식 초음파 장치 사이를 상기 필기면을 통해서 이동하는데 걸리는 각각의 시간을 측정하도록 작동하는 초음파 전파 시간 측정 시스템, 및 e) (i) 상기 결정된 초음파 이동 시간과 (ⅱ) 상기 필기면 내의 초음파 속도에 따라 펜-고정식 초음파 장치의 위치를 결정하기 위한 초음파 기초 위치-결정 시스템을 포함하는 위치 측정 시스템이 개시된다.
일부 바람직한 실시예에서, 펜 팁과 필기면 사이의 접촉점 또는 펜-고정식 초음파 장치의 긴 축과 필기면 사이의 "교차점"에 대한 임의의 전술한 "30% 공차"는 다른 공차, 예를 들면 50% 공차, 10% 공차, 5% 공차 및 1% 공차이다.
일부 실시예에 따르면, 각각의 상기 필기면 서브경로에 있어서, (i) 상기 펜-고정식 초음파 장치와 (ⅱ) 상기 주어진 지점 사이의 표면위 서브-경로의 길이와 상기 각각의 필기면 서브경로의 길이 사이의 비율은 0.1 이상 10 이하이다.
일부 실시예에 따르면, 상기 필기면은 투명하다.
일부 실시예에 따르면, 상기 필기면은 가요성이다.
일부 실시예에 따르면, 상기 필기면은 목재, 금속, 및 투명 플라스틱 중 적어도 하나로 구조된다.
일부 실시예에 따르면, 상기 시스템은, e) 상기 펜-고정식 초음파 송수신기와 적어도 하나의 상기 필기면 고정식 초음파 송수신기 사이의 검출된 초음파 신호의 크기에 따라 상기 디지털 펜이 상기 필기면과 접촉하는지 또는 상기 필기면 위에 떠있는지를 결정하도록 작동하는 호버-검출 요소를 추가로 포함한다.
일부 실시예에 따르면, 상기 시스템은, f) 상기 초음파 기초 위치 결정 시스템에 의해 결정되는 상기 디지털 펜의 위치 변화에 따라 펜 스트로크를 포착하도록 작동하는 펜-스트로크 포착 요소, 및 g) 상기 호버-검출 요소에 의해 결정되는, 상기 필기면과 접촉하는 상기 디지털 펜에 종속되는 방식으로 상기 포착된 펜 스트로크를 취급하도록 작동하는 펜-스트로크 처리 요소를 추가로 포함한다.
일부 실시예에 따르면, 상기 펜-스트로크 처리 요소는, 상기 호버-검출 요소에 따라 상기 디지털 펜이 상기 필기면과 접촉할 때 검출되는 펜-스트로크에 대해서만 디지털 필기를 제공하도록 작동한다.
일부 실시예에 따르면, 상기 펜-고정식 초음파 장치는 초음파 송신기이다.
일부 실시예에 따르면, 상기 필기면 서브경로의 길이의 적어도 20%인 서브-섹션에 있어서, 상기 필기면 서브경로는 20도 이하의 공차 내에서 상기 필기면의 국소 상면에 대해 거의 평행하다.
일부 실시예에 따르면, 상기 서브-섹션은 상기 필기면 서브경로의 길이의 적어도 50%이다.
일부 실시예에 따르면, 상기 필기면은 들쭉날쭉한 섹션을 갖는 에지를 구비하며, i) 상기 들쭉날쭉한 섹션의 길이는 상기 필기면의 가장 긴 치수의 적어도 0.2배이고, ⅱ) 상기 들쭉날쭉한 에지는 적어도 n개의 산(peak)과 n-1개의 골(trough)을 구비하며, 상기 n은 5 이상의 정수로서 정의되고, ⅲ) 상기 에지 상의 인접한 산에 있어서, 인접한 산 사이의 거리는 상기 필기면의 상기 가장 긴 치수의 0.01배 이상 0.1배 이하이며, ⅳ) 각각의 산에 있어서, 산과 인접한 골 사이 거리는 상기 필기면의 상기 가장 긴 치수의 0.001배 이상 0.03배 이하이다.
일부 실시예에 따르면, 상기 필기면은 들쭉날쭉한 섹션을 갖는 에지를 구비하며, i) 상기 들쭉날쭉한 섹션의 길이는 상기 필기면의 가장 긴 치수의 적어도 0.2배이고, ⅱ) 상기 들쭉날쭉한 에지는 적어도 n개의 산과 n-1개의 골을 구비하며, 상기 n은 5 이상의 정수로서 정의되고, ⅲ) 상기 에지 상의 인접한 산에 있어서, 인접한 산 사이의 거리는 상기 펜-고정식 초음파 장치와 상기 필기면 고정식 초음파 장치 중 하나의 초음파 송신기에 의해 발생되는 초음파의 초음파 파장의 0.5배 내지 5배 사이이며, ⅳ) 각각의 산에 있어서, 산과 인접한 골 사이 거리는 상기 초음파 파장의 0.5배 이상 5배 이하이다.
일부 실시예에 따르면, i) 상기 필기면은 상기 초음파가 상기 펜-고정식 초음파 장치와 상기 필기면 고정식 초음파 장치 중 하나의 초음파 송신기에 의해 발생되는 초음파의 초음파 파장의 5배의 거리에 걸쳐서 전파될 때 상기 전파되는 초음파의 진폭이 30% 이하(일부 바람직한 실시예에서는 20% 이하 또는 10% 이하) 감소되도록 구성되고, ⅱ) 상기 필기면은 들쭉날쭉한 섹션을 갖는 에지를 구비하며, 상기 들쭉날쭉한 섹션으로부터 상기 초음파 파장의 몇 배수의 거리(또는 일부 바람직한 실시예에서는 7배 또는 10배의 거리)에서, 상기 들쭉날쭉한 섹션으로부터 반사되는 초음파의 진폭은 상기 들쭉날쭉한 섹션에 입사되는 초음파의 진폭의 50% 이하이다.
이는 예를 들어 초음파의 감쇠 및/또는 위상 상쇄에 의한 것일 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 시스템은 f) 초음파 신호 동기화를 위한 상기 펜-고정식 초음파 송수신기와 각각의 상기 필기면-고정식 초음파 송수신기 사이의 유선 연결부를 추가로 포함하며, 상기 초음파 전파 시간 측정 시스템은 상기 신호 동기화를 제공하는 유선 연결부에 따라 상기 초음파 이동 시간을 측정하도록 작동한다.
일부 실시예에서, 상기 초음파 기초의 위치 결정은 상기 펜-고정식 초음파 송수신기와 상기 필기면-고정식 초음파 송수신기 중 적어도 하나 사이에 개소 라인(line of site)이 전혀 없을 때 작동한다.
일부 실시예에서, i) 상기 디지털 펜은 상기 광을 하방으로 송신하도록 작동하는 광학 송신기를 추가로 구비하고, ⅱ) 상기 시스템은 필기면 고정식 광학 수신기를 추가로 구비하며, ⅲ) 상기 필기면은 상기 전파되는 광이 광학 송신기와 광학 수신기 사이 거리의 적어도 20%인 거리에 대해서 필기면의 상면에 의해 규정되는 평면에 대해 10도 이하의 공차 내에서 실질적으로 평행한 경로를 따르도록 광의 전파 방향을 실질적으로 제어하기 위한 웨이브가이드로서 구성된다.
이제 처음으로, 전자 펜 장치로서, a) 세장형 내부 공동과 팁을 구비하는 세장형 하우징, 및 b) 그 긴 축이 45도 이하(일부 바람직한 실시예에서는 22.5도 이하 또는 10도 이하)의 공차 내에서 상기 세장형 내부 공동의 긴 축에 실질적으로 평행하도록 상기 세장형 내부 공동 내에 배치되는 압전 필름 실린더를 포함하는, 초음파 발생을 위한 초음파 송신기를 포함하는 전자 펜 장치가 개시된다.
일부 실시예에 따르면, 상기 세장형 하우징과 상기 초음파 송신기는, 상기 팁을 통해서 상기 압전 필름 실린더의 상기 긴 축에 평행한 선에 의해 규정되는 송신 축에 있어서, 상기 발생된 초음파의 파워의 적어도 사분의 일이 i) 상기 송신 축에 수직한 평면과, ⅱ) 그 정점이 상기 팁이고 그 쎄타 각도(theta angle)가 45도 이하이며, 그 축이 상기 송신 축이고, 그 높이가 상기 발생된 초음파의 파장의 5배로 주어지는 보디-고정식 원추 사이의 교차에 의해 규정되는 기초 원(base circle)을 가로지르도록 구성된다.
일부 실시예에 따르면, 상기 발생된 초음파의 상기 파워의 적어도 대다수가 상기 기초 원을 가로지른다.
일부 실시예에 따르면, 상기 쎄타 각도는 22.5도 이하이다.
일부 실시예에 따르면, 상기 쎄타 각도는 10도 이하이다.
일부 실시예에 따르면, 상기 세장형 하우징과 상기 초음파 송신기는, 상기 팁을 통해서 상기 압전 필름 실린더의 상기 긴 축에 평행한 선에 의해 규정되는 송신 축에 있어서, 상기 발생된 초음파의 파워의 적어도 하나의 다수가 i) 상기 송신 축에 수직한 평면과, ⅱ) 그 정점이 상기 팁이고 그 쎄타 각도가 45도 이하이며, 그 축이 상기 송신 축이고, 그 높이가 상기 발생된 초음파의 파장의 5배로 주어지는 보디-고정식 원추 사이의 교차에 의해 규정되는 기초 원을 가로지르도록 구성된다.
일부 실시예에 따르면, 상기 발생된 초음파의 상기 파워의 적어도 대다수가 상기 기초 원을 가로지른다.
일부 실시예에 따르면, 상기 쎄타 각도는 22.5도 이하(일부 바람직한 실시예에서는 10도 이하)이다.
일부 실시예에서, 상기 시스템은, c) 상기 초음파 송신기에 의해 발생된 상방으로 전파되는 초음파를 펜 장치의 보디-고정식 축에 대해 하방으로 반사시키기 위해 상기 세장형 내부 공동 내에서 상기 압전 필름 실린더 위에 배치되는 적어도 하나의 초음파 반사기를 추가로 포함하며, 상기 적어도 하나의 초음파 반사기는 상기 초음파 송신기에 의해 발생된 상기 초음파를 상기 보디-고정식 축에 대해, 상방으로 전파되는 초음파 파워에 의해 적어도 25% 하방으로 반사하도록 작동한다.
일부 실시예에서, 상기 적어도 하나의 초음파 반사기는 상기 상방으로 전파되는 초음파의 초음파 파워에 의해 적어도 대다수를 하방으로 반사하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 적어도 하나의 초음파 반사기는 상기 상방으로 전파되는 초음파의 적어도 75%를 포함하는 상기 상방으로 전파되는 초음파의 초음파 파워에 의해 적어도 상당한 대다수를 하방으로 반사하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 펜은, c) 상기 발생된(즉, 파워에 의해) 초음파의 적어도 50%가 초음파 공진기에 진입하도록, 펜 장치의 보디 고정식 축에 대해, 상기 압전 필름 실린더의 아래에 배치되는 초음파 공진기를 추가로 포함하며, 상기 초음파 공진기는 상기 초음파 공진기에 진입하는 상기 발생된 초음파에 대해 적어도 25%의 진폭 증가를 제공하도록 작동한다.
일부 실시예에서, 상기 초음파 공진기는 적어도 50%의 상기 진폭 증가를 제공하도록 작동한다.
일부 실시예에서, 상기 초음파 공진기는 적어도 100%의 상기 진폭 증가를 제공하도록 작동한다.
일부 실시예에서, 상기 초음파 송신기의 상기 압전 필름 실린더는 압전 필름의 적어도 5턴을 포함한다.
이제 처음으로, 초음파 신호 취급 시스템으로서, a) 그 가장 긴 치수의 0.05배 이하인 두께를 갖는 얇은 필기면, 및 b) 상기 필기면에 대해 고정되는 압전 필름 실린더를 포함하는 초음파 수신기를 포함하며, 상기 압전 필름 실린더의 적어도 접촉 부분은 상기 얇은 필기면의 상기 측면과 접촉하여 배치되고, 상기 압전 필름 실린더의 적어도 상측 부분은 상기 필기면의 상면 위에 배치되며, 상기 압전 필름 실린더의 적어도 하측 부분은 상기 필기면의 하면 아래에 배치되고, 상기 초음파 수신기는 상기 필기면 내에서 전파되는 초음파 신호를 수신하도록 구성되는 초음파 신호 취급 시스템이 개시된다.
일부 실시예에서, 상기 초음파 수신기는 상기 필기면 내에서 22.5도의 공차 내에서 접촉 구역에서의 상기 상면에 대해 거의 평행하게 전파되는 초음파 신호를 수신하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 초음파 수신기는 상기 필기면 내에서 5도의 공차 내에서 접촉 구역에서의 상기 상면에 대해 거의 평행하게 전파되는 초음파 신호를 수신하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 두께는 상기 필기면의 가장 긴 치수의 0.01배 이하이다.
일부 실시예에서, 상기 두께는 상기 필기면의 가장 긴 치수의 0.005배 이하이다.
일부 실시예에서, i) 상기 상면 위로의 상기 상측 부분의 높이와, ⅱ) 상기 하면 아래로의 상기 하측 부분의 네거티브 높이 중 적어도 하나(또는 그 양자)는 상기 두께의 5배 이하이다.
본 발명의 다른 실시예는 임의의 기술을 수행하기 위한 방법(예를 들면, 펜-고정식 초음파 장치의 위치를 결정하기 위한 방법, 펜-고정식 초음파 장치와 필기면-고정식 초음파 장치 사이에서의 초음파 신호 전파 시간을 측정하기 위한 방법, 펜-고정식 초음파 장치로부터 필기면-고정식 초음파 장치로 초음파를 송신하기 위한 방법, 필기면 또는 보드 내에서 전파되는 초음파 신호를 검출하기 위한 방법)을 제공한다.
임의의 현재 개시되어 있는 시스템을 제작하기 위한 관련 방법도 제공된다.
상기 및 추가 실시예들은 후술하는 상세한 설명 및 예로부터 명백할 것이다.
본 발명은 명세서에서 예를 들어 몇 가지 실시예 및 예시적인 도면에 의해 설명되지만, 당업자라면 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시예 또는 도면에 한정되지 않음을 알 것이다. 도면 및 그 상세한 설명은 본 발명을 명세서에 기재된 특정 형태로 한정하기 위해 의도된 것이 아니며, 오히려 본 발명의 취지 및 범위에 포함되는 모든 수정예, 변형예 및 대체예를 망라하기 위한 것임을 알아야 한다. 본 명세서의 전체에 걸쳐서 사용되는 "...할 수도 있다(may)"는 표현은 의무적인 의미(즉, "반드시 그래야한다"는 의미)보다는 관용적인 의미(즉, "그럴 가능성이 있다"는 의미)로 사용되는 것이다.
도 1a는 본 발명의 일부 실시예에 따른, 디지털 펜, 필기면, 그 위치가 필기면에 대해 고정되는 초음파 수신기 및 광학 수신기를 구비하는 시스템의 도시도이다.
도 1b 내지 도 1e는 펜-고정식 및 필기 보드-고정식 초음파 장치(즉, 송신기 및 수신기)와 광학 기기(즉, 송신기 및 수신기)를 구비하는 각종 구성의 도시도이다.
도 1f는 디지털 펜이 필기면 "위에 떠있는" 실시예의 도시도이다.
도 1g는 디지털 펜이 필기면 "상에" 있는 실시예의 도시도이다.
도 1h는 펜이 필기면 위에 떠있을 때 펜 위치 설정의 부정확성을 나타내는 도면이다.
도 1i 내지 도 1k는 펜 위치를 결정하기 위한 시스템의 도시도이다.
도 1l 내지 도 1m은 펜 위치 결정 및 펜 호버링 검출을 수행하기 위한 시스 템의 도시도이다.
도 1n 내지 도 1q는 광학 송신기 및 광학 수신기의 구조의 측면도이다.
도 2는 펜-고정식 초음파 송신기를 구비하는 예시적인 디지털 펜의 도시도이다.
도 3a 및 도 3b는 펜-고정식 초음파 송신기의 추가 도시도이다.
도 3c 및 도 3d는 실질적으로 단일 방향의 초음파 송신을 설명하는데 유용한 기하학적 구성도이다.
도 4는 필기면 또는 보드의 표면을 따라서 전파되는 초음파의 에코를 감쇠시키기 위한 에지를 갖는 필기면 또는 보드의 도시도이다.
도 5a는 수신기가 보드 또는 필기면의 에지가 아닌 그 근처에 위치하는 실시예의 도시도이다.
도 5b는 수신기가 선택적인 별도 지지 요소에 의해 기계적으로 지지되는 실시예의 도시도이다.
도 6a는 보드 또는 필기면에 결합된 예시적인 초음파 수신기의 도시도이다.
도 6b 내지 도 6c는 초음파 수신기의 측면도이다.
도 6d는 초음파 수신기의 평면도이다.
도 7a는 PCB에 대한 압전 필름 단자의 부착을 도시하는 분해도이다.
도 7b는 압전 필름과 PCB 사이의 전기 접촉을 도시하는 다른 사시도이다.
도 8a 내지 도 8c는 압전 필름 및 그 일부의 상이한 화상의 도시도이다.
이제 본 발명을 특정 실시예를 참조하여 설명할 것이다. 본 발명은 후술되는 실시예에 한정되지 않음을 알아야 한다. 또한, 디지털 펜의 위치를 결정하고 및/또는 디지털 펜으로부터 초음파 신호를 송신하고 및/또는 "필기면" 내에서 (예를 들어, 수평으로) 전파되는 초음파 신호를 검출하기 위한 장치 및 방법의 모든 특징부(feature)는 청구범위의 중 임의의 특정 청구항에서 청구되는 발명을 수행하기 위해 필요한 것임을 알아야 한다. 장치의 각종 요소 및 특징부는 본 발명을 완전히 가능하게 하도록 설명된다. 또한 본 명세서 전체에 걸쳐서, 공정 또는 방법이 설명되는 경우, 이 방법의 단계들은 하나의 단계가 먼저 수행되는 다른 단계에 의존하고 있음이 내용상 명확하지 않은 한 임의의 순서로 또는 동시에 수행될 수 있음을 알아야 한다.
스타일러스(100)의 위치를 결정하기 위한 예시적 시스템(5)
도 1a는 본 발명의 일부 실시예에 따른 시스템(5)의 도시도이다. 도 1a에 도시하듯이, 스타일러스 또는 디지털 펜(100)[도 1에 도시된 바와 같이 세장형 보디(110)를 갖는 스타일러스를 포함하지만 이것에 한정되지는 않음]은 '필기면'(140) 상에 '필기'(즉, 보드나 필기면에 마킹을 하거나 또는 대안적으로 보드나 필기면에 마킹을 하지 않으면서 - 따라서 잉크에 의해 또는 대안적으로 잉크에 의하지 않고)를 하거나 및/또는 '필기면'(140)에 포인팅하기 위해 사용된다. 도면의 예에서, '필기면' 또는 보드(140)는 편평하다. 이 표면은 또한 다른 목적으로 작용할 수도 있음을 알아야 한다. 일부 실시예에서는, 컴퓨터 화면에 대해 포인팅을 하거나 '필기'(잉크 없이)하는 것이 매우 유용하며, 따라서 이들 실시예에 따르면 컴퓨터 화면이 '필기면'으로서 작용한다.
스타일러스의 위치는 스타일러스(100)가 필기면(140)과 접촉할 때(즉, 펜이 내려갈 때 - 도 1g 참조) 및/또는 스타일러스(100)가 필기면(140) 위에 '떠있을' 때(도 1f 참조) 추적될 수 있다. 후술하듯이, 스타일러스/디지털 펜(100)의 위치에 대한 추적 또는 결정은, 일부 실시예에서 필기면(140) 위로의 디지털 펜/스타일러스(100)(또는 그 요소)의 높이에 종속될 수 있는 소정의 정확도로 수행될 수 있다.
필기면(140)이란 용어는 사용자가 필기하는 대상물(통상 편평함)에 관한 것이며, 이는 "두께"(예를 들어 종이와 같은 "휴대용" 필기면)를 가질 수 있고, 본 명세서에서는 보드(140)로도 지칭될 수 있다. 도 1a에서, "측면"(즉, 두께를 나타내는 표면)은 139로 지칭되며, 보드(140)/필기면(140)의 상면(135)은 135로 지칭된다.
본 명세서에서, 보드(140)라는 용어와 필기면(140)이란 용어는 호환적으로 사용되며, 컴퓨터 화면, 투명 오버레이, 종이, 또는 그 밖의 필기 또는 포인팅할 수 있는 대상물을 지칭할 수 있다. 따라서, 도 1a에 도시하듯이, 필기면(140) 또는 보드의 상면은 141로서 지칭된다. 일부 실시예에서, 필기면 또는 보드(140)는 "얇은"바, 기껏해야 필기면/보드(140)의 최장 치수의 몇 퍼센트(p: percentage)(예를 들면, 최대 5%, 또는 최대 2%, 또는 최대 1%, 또는 최대 0.5%, 또는 최대 0.25%, 또는 최대 1%)에 불과한 두께를 갖는다.
도 1a에서의 스타일러스(100)는 종축을 따라서 두께가 감소되는 스타일러스 팁(120)을 갖는 세장형 보디(110)를 갖지만, 이것이 본 발명을 한정하는 것으로 간주되어서는 안된다.
스타일러스의 크기에는 어떤 제한도 존재하지 않는다. 예시적인 실시예에서, 길이는 8 내지 12cm이며, 직경은 6 내지 10mm이다.
도 1a에 도시하듯이, 세장형 스타일러스(100)는 스타일러스 또는 펜 팁(120)을 구비할 수 있다. 스타일러스(100)의 정상으로부터 스타일러스 팁(120)으로 연장되는 세장형 디지털 펜 또는 스타일러스(100)의 펜 축(130) 또한 도 1a에 도시되어 있다.
스타일러스(100)의 위치를 추적하기 위해, 스타일러스(100)는 초음파 송신기 및/또는 수신기 시스템 및 광학(즉, 예를 들어 적외선과 같은 빛을 이용하는) 송신기 및/또는 수신기 시스템 중 적어도 하나를 구비한다. 임의의 주어진 순간에서의 스타일러스(100) 위치 결정은 예를 들어 전자 회로를 사용하는 예를 들어 삼각측량에 의해 이루어질 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 '전자 회로'란 전자 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어의 임의의 조합을 지칭한다. 또한, 전자 회로의 일부 또는 전부는, 스타일러스 위치, 초음파 수신기(150) 또는 광학 수신기(152)와 연관된 위치, 호스트 장치(20)내 위치, 또는 임의의 기타 위치를 포함하는, 본 실시예의 시스템(5) 내의 임의의 위치에 설치될 수 있다. 당업계에 알려져 있듯이, 삼각측량은 신호 동기화를 위해 스타일러스(100)로부터 광학(즉, 적외선) 수신기(152)로 송신되는 광학 신호를 사용하여 초음파 송신기(210)(초음파를 발생)와 다수의 초음파 수신기(150) 각각의 사이에서의 초음파 신호의 비행 시간을 측정함으로써 이루어질 수 있다.
광학 송신기(160) 및 수신기(152)는 '신호 동기화'를 제공하기 위해 일방(one way)(이 경우, '무선')적일 뿐임을 알아야 한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 신호 동기화는, 초음파 송신기(210) 및 초음파 수신기(150)에 대한 와이어를 사용하는, 당업계에 공지된 '유선 방식'으로 제공될 수도 있다.
초음파 수신기(150A) 및 광학 수신기(152) 중 하나가 도 1a에서 보드(140)의 에지(180) 근처에(및 그와 접촉하여) 위치하는 것으로 도시되어 있지만, 이것이 본 발명의 필수 요건은 아니다.
이 목적을 위해서, 도면에 도시된 예에서, 스타일러스(100)는 또한 예를 들어 적외선과 같은 빛(즉, 171)을 발생하기 위한 광 또는 전자기 방사 송신기(160)와 연관된다.
도 1a에는 단 두 개의 초음파 수신기(150)와 단 하나의 광학 수신기(152)가 도시되어 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 예시적인 실시예에서는 예를 들어 보다 정확한 삼각측량을 제공하기 위해서 또는 어떤 다른 이유로 추가적인 수신기가 제공될 수도 있음을 알아야 한다.
또한, 도 1a에서는, 실질적으로 단일 위치[즉, 스타일러스(100)와 연관된 위치]에서의 단일 송신기[단일 초음파 송신기(210) 및/또는 단일 광학 송신기(160)]가 도시되어 있으며, 복수의 위치[예를 들어, 보드(140)에 대해 고정된 위치]에서의 수신기가 도시되어 있음을 알아야 한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 보드에 대해 고정된 다수의 초음파 및/또는 광학 송신기가 제공될 수도 있고, 초음파 수신기 및/또는 광학 수신기(예를 들면, 단 하나의 초음파 수신기 및/또는 단 하나의 광학 수신기)가 스타일러스(100)와 연관될 수(예를 들면, 스타일러스에 연결되거나, 그 표면에 제공되거나, 그 내부에 매립될 수) 있다.
따라서, 상기 시스템은 적어도 하나의 광학 송신기 및 적어도 하나의 광학 수신기를 제공한다. 또한, 상기 시스템은, A) 적어도 하나의 초음파 송신기와 적어도 두 개의 초음파 수신기 및/또는 B) 적어도 두 개의 초음파 송신기와 적어도 하나의 초음파 수신기, 중 적어도 하나를 제공한다.
가능한 여러가지의 구성이 도 1b 내지 도 1e에 도시되어 있으며, 여기에서 US_TR은 초음파 송신기를 지칭하고, US_RC는 초음파 수신기를 지칭하며, IR_TR은 적외선 송신기를 지칭하고, IR_RC는 적외선 수신기를 지칭한다.
초음파 송신기(210)는 도 1a에서 스타일러스(100) 내에 매립된 것으로 도시되어 있지만, 이것이 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
광학 송신기(160)는 도 1a에서 스타일러스(100)의 하우징의 표면 상에 제공되는 것으로 도시되어 있지만, 이것이 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
도 1a에서, 초음파 수신기(150A)와 광학 수신기(152A)는 실질적으로 한 장소에 함께 위치하는 것으로 도시되어 있으나, 이것이 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 초음파 수신기와 적외선 수신기는 서로 다른 개별 위치에 설치될 수도 있다.
공간-고정식 수직 축(999) 및 보디-고정식 수직 축(130)에 대한 설명
도 1의 예에서 펜은 "하방"을 가리키고(pointing) 있는 바, 즉 보디 고정식 세장형 또는 수직 축(130)이 공간-고정식(space-fixed) 수직 축(999)과 평행한 것을 알아야 한다. 물론, 사용자가 펜을 회전시키면, 반드시 그러한 것은 아니다(도 3d 참조).
본 명세서에서, "하방" 및 "상방"이란 (i) 공간-고정식 수직 축(999)에 대해서 또는 (ⅱ) 보디-고정식 축(130)(또는 도면에서 설명하는 내용에 따라, 근위 단부에서 원위 단부로 연장되는 다른 보디-고정식 축)에 대한 것을 지칭한다. 이는 또한 "상"과 "하", "상부"와 "하부" 등과 같은 용어를 지칭한다.
보드(140)를 통한 초음파 및 광 중 하나 또는 양자의 전송
예시적인 실시예에서는, 스타일러스(100)(또는 스타일러스와 연관된 위치)로부터 초음파 수신기(150) 및/또는 광학 수신기(152)로 이동할 때 초음파 신호 및 광학 신호(즉, 적외선 신호) 중 하나 또는 양자가 보드(140)를 통해서 전파됨을 알아야 한다. 도 1a는 "펜 업(pen up)" 모드 또는 호버링 상황을 지칭하고 있으며, 펜이 필기면(140) 또는 보드와 접촉할 때 광 및/또는 초음파가 공기를 가로지를 필요가 있음을 알아야 한다.
이론에 얽매임이 없이, 광 및/또는 초음파가 (펜에서 수신기로 직접 이동하는 것과 달리) 스타일러스와 연관된 임의의 지점(들)으로부터 수신기(들)(즉, 150 및/또는 152)로 보드(140)를 통해서 이동할 때, 이는 송신 위치(들)(즉, 초음파와 광 중 적어도 하나를 전송하는 지점들)와 수신기 사이에 "개소 라인"을 제공할 필 요를 없애줄 수 있음을 알아야 한다.
이론에 얽매임이 없이, 초음파를 보드(140)를 통해서 전송하는 것은 후술하듯이 펜 업/펜 다운 사건을 검출할 수 있게 해준다는 것을 알아야 한다.
도 1f 내지 도 1g를 참조한, 표면위(Above-Surface) 전파 서브경로(177) 및 "필기면 서브경로(170)"에 대한 논의
도 1f에 도시하듯이, 사운드가 초음파 송신기(210)를 떠나면, 송신된 초음파 사운드는 (i) 보드 또는 필기면(140)의 표면 상의 '주어진 지점'(175)과 초음파 송신기(210) 사이의 '표면위' 또는 '공기' 서브경로(177), 및 (ⅱ) '주어진 지점'(175)과 특정 초음파 수신기(150)(즉, 도면에서의 150A 또는 150B) 사이의 각각의 '필기면 서브경로'(170)(즉, 도면에서의 170A 또는 170B)를 포함하는 경로를 거쳐서 각각의 특정 초음파 수신기(150)에 도달한다.
일반적으로, "주어진 지점"(175)은 필기면(140) 상의 임의의 지점이다. 도 1f에 도시된 예에서, '주어진 지점'(175A)은 (i) 초음파 송신기(131)의 긴 축과 (ⅱ) 필기면(140) 사이의 교차점에 의해 정해진다.
일부 실시예에서, 초음파 송신기(210)(또는 대안적으로 초음파 수신기)는 세장형 구조[예를 들면, 도 2에 도시된 액추에이터(230)와 같은 압전 필름 실린더]를 가지며, 초음파 송신기(210)에 의해 발생된 사운드는 초음파 송신기(210)의 긴 축(131)에 의해 정해진 라인을 거쳐서 디지털 펜 또는 스타일러스(100)로부터 실질적으로 전파되고 있음을 알아야 한다. 이 발생된 사운드는 따라서 "실질적으로" 긴 축(131)과 필기면(140)의 교차에 의해 정해지는 지점에서 또는 용어 "실질적으로"를 정의하는 소정의 공차 내의 근방 위치에서 필기면(140)에 도달한다. 이 공차는 예를 들어 디지털 펜 또는 스타일러스(100)의 하우징(110)의 접촉점 팁(120)에 대해 "가장 가까운" 초음파 수신기(150)까지의 거리의 30%(또는 20% 또는 10% 또는 5%)일 수 있다.
도 1f의 예에서, 디지털 펜(110)은 필기면(140)의 '위에' 있는 바, 즉 필기면(140)과 접촉하지 않고 있다. 이 예에서, "필기면 서브-경로"는 "따옴표 표기" - 170A', 170B' 등으로 지칭된다.
도 1g의 예에서, 디지털 펜(110)은 필기면(140) '상에(on)' 위치한다. 도 1g의 예에서, '주어진' 지점은 (i) 디지털 펜(110)의 팁(120) 사이의 접촉점(175B)이거나, 또는 (ⅱ) 도 1b에서 규정된 교차점일 수 있다. 이 '주어진 점'은 주어진 공차 내에서 이 위치를 "실질적으로" 가질 수도 있다. 이 공차는 예를 들어, 접촉점(175B)에 대해 "가장 가까운" 초음파 수신기(150)까지의 거리의 30%(또는 20% 또는 10% 또는 5%)일 수 있다.
도 1g의 예에서, 디지털 펜(110)은 필기면(140) '상에' 있는 바, 즉 필기면(140)과 접촉하고 있다. 이 예에서, "필기면 서브-경로"는 "이중 따옴표 표기" - 170A", 170B" 등으로 지칭된다.
펜(110)이 어디에 위치하는지[즉, 펜이 필기면(140) 위로 얼마나 멀리있는지]에 따라서, 여러 상이한 실시예에서, 표면위 서브-경로(177)와 임의의 주어진 필기면 서브-경로(170) 사이의 길이 비율이 달라질 수 있다. 여러 상이한 예에서, 이 비율은 10미만, 5미만, 또는 1미만일 수 있다. 여러 상이한 예에서, 이 비율은 0.5이상, 1이상, 또는 2이상일 수 있다.
일부 바람직한 실시예[즉, '주어진 지점'이 필기면(140) 상의 임의의 지점인 경우]에서, "표면위" 서브-경로(177)와 필기면 서브-경로(170) 사이의 길이 비율은 0.1 이상 10 이하이다.
일부 실시예에서, 도 1g의 예에 따르면, 초음파 송신기(210)는 팁(120)의 초음파 진동을 초래한다. 팁(120)은 필기면(140)과 접촉 상태에 놓이고, 따라서 팁(120)의 초음파 진동은 초음파 진동이 필기면(140) 내에서 (예를 들면, 수평으로) 전파되게 한다.
보드(140)
보드의 표면에 평행한 빛 전파
보드나 필기면(140)이 제작될 수 있는 재료에 대한 제한은 없다. 예시적인 재료로는 유리, 플라스틱, 목재 및 금속이 포함되지만 이것에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 보드(140)가 컴퓨터 화면용 투명 오버레이로서 사용되는 예시적인 실시예에서, 보드는 투명할 수 있다.
일부 실시예에서, 보드(140)는 예를 들어 스크래치 방지 재료의 층 및/또는 유리 층으로 적층될 수 있다. 예를 들어, 광파(예를 들면, 적외선)가 보드(140) 또는 보드(140)의 층 또는 보드(140)의 표면(141)을 통해서 전파되는 실시예에서, 보드는 유리 또는 투명하거나 반투명한 플라스틱과 같은 빛을 전파하도록 작동하는 재료[예를 들면, 상면(141)]를 구비한다. 일부 특정 실시예에서, 보드(140)의 표면은 보드(140) 내로의 빛의 전파를 촉진하기 위해(즉, 반사를 방지하기 위해) 및/또는 보드(140)의 표면을 따라서 및/또는 보드(140)의 국소면에 거의 평행한 방향으로 빛(예를 들면, 적외선)의 전파를 촉진하기 위해[즉, '웨이브 가이드'로서 작용하기 위해] 거칠거나 매끄럽지 않을 수 있다(예를 들면, 미세-스크래치를 포함할 수 있다).
본 명세서에서 사용되는 "웨이브가이드"는 전자기파의 전파를 가이드의 물리적 구조에 의해 정해지는 경로를 따르도록 실질적으로 제어하는 장치이다. 본 예에서, 보드 또는 필기면(140)은 빛이 필기면(140) 또는 보드의 상면에 의해 규정되는 평면에 대해 거의 평행한(즉, 10도 이하, 5도 이하, 또는 1도 이하의 공차 내에 있는) 경로를 따라서 광학 송신기(160) 및 광학 수신기(152) 사이의 거리를 이동하게 하도록 구성될 수 있다.
따라서, 예시적인 실시예에서, 빛은 보드(140)의 재료 안에(예를 들면, 매끄럽지 않은 표면을 통해서) 침투한 후 보드의 이 재료 안에서 전파될 수 있다.
보드의 치수에 대한 제한은 없다. 통상적으로, 보드의 치수는 통상적인 종이와 같은 크기(즉, A4, 또는 8½×11)이지만, 이것에 한정되지는 않는다. 예시적인 실시예에서, 보드의 길이 및/또는 폭은 15cm 내지 60cm 사이에 있다.
보드의 표면에 평행한 초음파의 전파
도 1a에서 보드(140)의 에지(180)는 거의 직선으로 그려져 있음을 알아야 한 다. 그럼에도 불구하고, 이것은 본 발명의 필수 요건은 아니며, 일부 실시예에서, 예를 들어 초음파가 보드(140)를 통해서 전파되는 실시예에서는 에코 감소 기구를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 한가지 잠재적인 문제는 반사된 초음파(보드 에지로부터의 '에코')가 송신기(210)로부터 수신기로 이동하는 초음파와 간섭을 일으킬 수 있다는 점이며, 따라서 보드의 에지(180)는 이 원치않는 현상을 (즉, 반사되는 초음파의 크기를 감소시킴으로써 및/또는 보드의 에지를 반사된 초음파가 상호 간섭하여 서로를 적어도 부분적으로 상쇄시키도록 성형함으로써) 감소시키도록 구성된다.
예를 들어, 보드(140)의 하나 이상의 에지(180)는 도 1a에 도시하듯이 "직선적인 에지"(직선이 아님)가 아닐 수 있다. 도 4에 도시된 실시예에 따르면, 보드는 에지를 특징짓는 '평균'선(181)(점선으로 도시됨)으로부터 "들쭉날쭉한(jagged) 에지"(180B) 편차를 갖는다. 이 들쭉날쭉한 에지는 다수의 '산'(182)과 '골'(183)을 구비한다. 예시적인 비제한적 실시예에서, 이들 편차의 크기는 3 내지 5mm이며, 따라서 예시적인 실시예에서 이들 편차의 크기와 보드의 최장 치수 사이의 비율은 0.006 내지 0.03이다. 통상적으로, 편차의 크기는 (보드의 최장 거리인 0.012 내지 0.06 사이의) 거리에 걸쳐서 6 내지 10mm 사이로 변화한다.
일부 실시예에서, 정확한 곡률은 시스템에서 사용되는 초음파의 파장에 따라 선택될 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 보드의 에지는 반사되는 초음파의 진폭을 감쇠시키도록 작동하는 재료(예를 들면, 코팅)를 구비한다. 일부 특정한 비제한적 예 에서, 이 초음파 감쇠 재료는 접착성 재료(예를 들면, 유리에 접착되는 재료), 수지 재료(합성 수지 및 테레핀 수지를 포함하지만 이것에 한정되지는 않음), 임의의 비정질 및/또는 유연성 재료(예를 들면, 왁스), 물에서는 용해성이 약하거나 불용성이지만 무극성 유기 용제에서는 용해될 수 있는 재료(예를 들면, 왁스), 및 폴리아미드 EVA, 에틸렌, 비닐 아세테이트 코폴리머와 같은 코폴리머, 왁스 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 제공되는 재료의 정확한 양, 제공되는 재료의 형태, 및 제공되는 재료의 성분들의 비율은 보드(140)의 구조에 따라 달라질 수 있으며, 당업자라면 주어진 보드(140)에 대해 적절한 재료를 선택할 수 있을 것이다.
특정한 일 예에서, 초음파 감쇠 재료는 폴리아미드 EVA, 합성 수지(예를 들면, 5% 합성 수지), 에틸렌, 비닐 아세테이트 수지 코폴리머, 테레핀 수지(예를 들면, 40% 테레핀 수지), 및 왁스(예를 들면, 5% 왁스) 중 하나 이상을 포함한다.
도 1a에서의 보드(140)는 편평한(또는 거의 편평한) 것으로 도시되어 있으나, 이것이 본 발명을 한정하는 것으로 간주되어서는 안된다.
투명 오버레이로서의 보드(140)
필기면(140)은 보드(140)로서 지칭되지만, 이것이 필기면(140)(보드)이 강성임을 의미하는 것은 아니다. 일부 실시예에서, 보드(140)는 투명하거나, 및/또는 가요성 또는 반가요성이다. 하나의 예시적인 적용에 있어서, 보드(140)는 디스플레이(30) 화면(CRT 화면 또는 LCD 화면을 포함하지만 이것에 한정되지는 않음) 위에 적층될 투명 화면 오버레이로서 제공될 수도 있다. 이는 사용자가 "화면 상에 필기를 하고" 펜 스트로크를 기록하게 할 수 있다.
초음파 송신기(210)
도 1a에 도시하듯이, 스타일러스(100)와 연관된 초음파 송신기(210)가 제공되는 바, 여기에서 초음파 송신기(210)로부터의 초음파는 필기면(140)(일부 실시예에서는 '보드', 일부 실시예에서는 예를 들어 플라스틱 또는 유리 재질의 투명한 필기면)을 통해서, 필기면(140)에 대해 고정된 위치에서의 적어도 두 개의 초음파 수신기(150)로 전파된다. 일부 실시예에서는 도 1f에 도시하듯이, 펜이 '업'될 때, 초음파 송신기(210)에 의해 발생한 초음파는 먼저, 펜이 표면과 접촉하지 않을 때(즉, '펜 업' 모드), 보드에 도달하기 전에 "표면-위 서브경로"(177)를 거쳐서 공기를 통해서(즉, 초음파) 전파될 수 있다. 필기면(140) 또는 보드에 도달하면, 초음파는 이후 필기면(140) 또는 보드를 통해서 전파되어 다수의(즉, 적어도 두 개의) 초음파 수신기에 도달한다.
또한, 일부 실시예에서, 초음파는 스타일러스의 적어도 일부를 통해서 보드 또는 필기면(140)을 향해 전파되고, 이후 연속해서 보드 또는 필기면(140)을 통해서 전파되는 것을 알아야 한다.
초음파 전파 시간 측정 시스템(145) 및 디지털 펜 위치 결정 시스템(155)
도 1h를 참조한 펜 위치 결정의 정확도에 대한 논의
일부 실시예에서, 초음파 송신기(210)와 각각의 초음파 수신기(150) 사이의 비행 시간이 결정될 수 있다. 비행 시간 데이터는 예를 들어 삼각측량에 의한 스타일러스 위치 결정에 유용할 수 있다.
따라서, 초음파 장치(210)(즉, 펜-고정식 송신기 또는 수신기)와 각각의 특정 필기면(140)-고정식[또는 보드(140)-고정식] 초음파 수신기 사이에서의 각각의 초음파 이동 시간을 측정함으로써 디지털 펜(110)의 위치를 (어느 정도의 정확성으로) 결정할 수 있음을 알아야 한다. 디지털 펜의 "삼각측량"의 원리는, (i) 펜-고정식 초음파 장치(즉, 송신기 또는 수신기)와 (ⅱ) 다수의 필기 보드 고정식 초음파 장치(즉, 송신기 또는 수신기)의 각각 사이를 이동하는 초음파의 복수의 비행 횟수(적어도, 가능하다면 그 이상)를 결정하는 것에 기초한다. 초음파가 펜-고정식 초음파 장치와 필기면 고정식 초음파 장치 사이의 직선을 따라서 이동하는 경우, 결정되는 위치는 "유일한(unique) 위치"이다. 그러나, 본 발명의 특정 실시예에서, 측정된 초음파는 펜-고정식 초음파 장치와 필기면 고정식 초음파 장치 사이의 "직선" 상을 이동하지 않는다. 오히려, 초음파는 (i) '표면 위' 또는 공기 서브-경로(177) 및 (ⅱ) 필기면 서브경로(170)를 포함하는 경로를 따라서 (펜-고정식 초음파 장치로부터 필기면 고정식 초음파 장치로 또는 그 반대로) 이동한다. 따라서, 일부 실시예에서, 결정된 위치는 유일하지 않을 수 있고, 오히려 주어진 초음파 전파 시간 측정 세트와 연관된 다중 위치일 수 있다.
이는 도 1h에 도시되어 있는 바, 두 군데의 상이한 펜 위치(110A, 110B)에서, 주어진 필기면 고정식 초음파 장치(110)와 연관된 초음파 전파 시간은 동등하 다. 따라서, 펜 위치를 결정하려고 노력할 때 또는 펜-고정식 초음파 장치가 초음파 전파 시간을 형성할 때는, 하나 이상의 위치가 가능할 수 있는 바, 즉 "답변"이 도 1h에 도시하듯이 유일하지 않을 수 있다.
그럼에도 불구하고, 주어진 측정된 초음파 전파 시간을 제공하는 모든 위치는 통상 상호 "근접"하고 있다. 따라서, "디지털 펜(즉, 디지털 펜 또는 그 부품, 예를 들면 펜-고정식 초음파 송신기 또는 수신기)의 위치"가 결정될 때, 이 결정에는 어느 정도의 "부정확성"이 있을 수 있다. 본 발명의 발명자들은 이것이 특정 용도, 예를 들어 펜 스트로크 기록 시스템에 있어서는 허용가능하다고 기술하고 있다.
또한, 펜의 "위치 결정"은 3차원적인 위치 결정을 요구하지 않음을 알아야 한다. 예를 들어, 디지털 펜의 "높이"를 이런 식으로 결정하는 것은 어려울 수 있으며, "위치를 결정"할 때는 그 위치를 2차원으로, 예를 들면 필기면(140)에 따라 결정되는 '수평 치수'로 결정하는 것으로 충분할 수 있다.
따라서, 일부 실시예에서, 스타일러스(100)의 위치는 (예를 들어, 수신기로의 비행 시간에 기초한 삼각측량을 사용하여) 주어진 공차 내에서 정확하지 않지만 대략적으로 결정된다. 이론에 얽매임이 없이, 일부 실시예에서, 결정된 위치와 연관된[즉, 필기면(140)에 의해 규정되는 x-y 평면을 따르는] 에러의 여유는 펜이 필기면(140)과 접촉하지 않고 초음파가 보드 또는 필기면(140)에 도달하기 전에 공기를 통해서 전파될 때 더 클 수 있다(즉, 펜이나 스타일러스(100)가 필기면(140)과 접촉할 때, 즉 '펜 다운' 모드에 있을 때 결정된 위치가 갖는 에러의 여유보다 클 수 있다).
그럼에도 불구하고, 계산된 x-y 위치가 개략적일 뿐이고 완전히 정확하지는 않더라도 '호버링' 중에 펜 또는 스타일러스(100)의 위치를 계산하는 것이 유용한 특정한 적용이 존재한다. 예를 들어, '호버링 펜'이 호스트 장치(10)에서 '마우스 모드'로 작동되고 있을 때, 사용자는 통상 화면을 보고 펜을 이동시켜 디스플레이(20) 화면에 표시되는 '마우스 포인터'의 모션을 요청하며, 통상 '호버링 모드'에서 펜 스트로크를 포착할 필요는 없을 수 있다. 따라서, 이들 예(즉, 마우스 모드에서 호버링 펜의 사용과 연관된)에 따르면, 펜의 추적 위치가 어느 정도의 에러를 가지면, 여러 적용에 있어서 사용자는 그에 따라 펜의 위치를 조정할 것으로 추정된다(사용자 손-눈 피드백).
도 1i 내지 도 1k의 논의
도 1i는 디지털 펜의 위치를 결정하기 위한 예시적인 시스템의 블록선도이다. 도 1i의 예에 따르면, 펜-고정식 초음파 장치(210)는 필기면/보드(140)를 통해서, 초음파를 다수의 필기면 초음파 수신기(150)에 송신하였다. 초음파 전파 시간 측정 시스템(145)은 필기면/보드(140)를 거쳐서 각각의 초음파 전파 시간을 결정한다. 초음파 전파 시간 측정 시스템(145)은 하드웨어 또는 소프트웨어의 임의의 조합으로 실시될 수 있으며, 임의의 위치(들)에 부분적으로 또는 전체적으로 배치될 수 있다.
결정된 전파 시간에 따라, 디지털 펜 위치 결정 시스템(155)은 디지털 펜(110)의 위치를 결정한다. 디지털 펜 위치 결정 시스템(155)은 하드웨어 또는 소프트웨어의 임의의 조합으로 실시될 수 있으며, 임의의 위치(들)에 부분적으로 또는 전체적으로 배치될 수 있다.
도 1j의 예에서, 펜-고정식 초음파 장치(210)는 송신기(도 1a, 1f 내지 1g의 예와 유사함)이며, 필기-보드 고정식 초음파 장치(150)는 수신기이다. 도 1j의 예에서, 펜-고정식 초음파 장치는 초음파 수신기이고 필기-보드 고정식 초음파 장치는 수신기이다.
도 1k의 예에서, 펜-고정식 초음파 장치(210)는 수신기이고 필기-보드 고정식 초음파 장치(150)는 송신기이다. 도 1j의 예에서, 펜-고정식 초음파 장치는 초음파 수신기이고 필기-보드 고정식 초음파 장치는 수신기이다.
초음파 및 호버링 모드: 도 1l 내지 도 1m의 논의
도 1a에 도시하듯이, 초음파 송신기(210)는 모든 초음파 에너지의 대다수 또는 거의 전부를 등방성으로가 아닌 주어진 방향으로[이 경우, 스타일러스(100)의 정상으로부터 스타일러스 팁(120)으로 연장되는 펜 축(130)을 따라서] 편향된 상태로 송신하도록 작동하는 단일-방향성 초음파 송신기(210)일 수 있다. 이론에 얽매임이 없이, 이는 수신기(150)에 강한 충분한 신호를 제공하는데 유용할 수 있다. 추가로, 이론에 얽매임이 없이, 이는 또한 보다 짧은 펄스를 사용하도록 작동하는 송신기를 제공하는데 유용할 수 있는 바, 이는 초음파 통신 채널의 대역폭을 향상시킬 수 있다.
전술했듯이, 펜이 필기면(140) 또는 보드 위에 '떠있을' 때, 초음파는 먼저 공기를 통해서 전파되고 이후 필기면(140) 또는 보드를 통해서 전파된다. 일부 실시예에서는, 수신기에서 수신된 초음파의 진폭이 결정되고, 펜 또는 스타일러스가 떠있는지 아니면 필기면(140) 또는 보드와 접촉하고 있는지[대안적으로, 스타일러스(100) 상의 고정된 지점과 필기면(140) 사이의 거리]는 수신된[즉, 수신기(150)에서 수신된] 초음파의 결정된 진폭에 따라 결정될 수 있다.
보다 구체적으로, 초음파 신호(즉, 스타일러스 및/또는 펜에 의해 송신되고 초음파 수신기(150)에 의해 보드에서 수신되거나, 보드에서 송신되고 스타일러스 및/또는 펜 내의 초음파 수신기에 의해 수신되는)의 진폭은, 앞서 호버링 상태에 있는 스타일러스가 보드(140)의 필기면과 접촉하게 될 때의 진폭의 정도(즉, 적어도 3의 인자, 또는 적어도 7의 인자) 만큼 증가될 수 있다. 마찬가지로, 초음파 신호의 진폭은, 앞서 보드(140)의 필기면과 접촉하고 있던 스타일러스가 필기 보드(140)의 표면 위에 '떠있게'될 때의 진폭의 정도(즉, 적어도 3의 인자, 또는 적어도 7의 인자) 만큼 감소한다.
따라서, 도 1l은 상기 시스템이 (i) 초음파 진폭 측정 요소(143)(즉, 초음파 수신기와 배색되어 일하도록, 예를 들면 압전 필름 진동의 진폭으로부터 초음파 진폭을 결정하도록 작동함)를 구비하는 시스템을 도시한다. 이것에 기초하여, "호버링"이 있는지 또는 호버링 검출 요소(153)(즉, 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 임의의 조합으로 실시되는)의 사용이 없는지를 결정할 수 있다.
펜이 필기면(140) "위에" 있고 "떠있는" 경우에, 펜 스트로크는 펜(100)이 필기면(140)과 접촉하고 있는 경우와 다르게 취급될 수 있다. 하나의 비제한적인 경우에, 펜이 접촉하고 있거나 "다운" 상태에 있을때 펜 스트로크는 "필기 상태"로 취급되고 그렇게 기록된다. 펜이 "업"되어 있거나 "떠있을"때, 펜 스트로크는 디지털 필기를 기록하지 않고 디지털 펜(100)의 "커서를 이동"시키도록 작동한다.
이는 도 1l에 도시되어 있는 바, 여기에서 상기 시스템은 펜-스트로크 포착 요소(157)(즉, 펜 위치의 변화를 결정하기 위한 요소), 및 펜 스트로크 처리 요소(158)(펜이 "호버링" 모드에 있는지 "펜-다운" 모드에 있는지 여부에 종속되는 방식으로 펜 스트로크를 취급하기 위한 요소)를 구비한다. 펜-스트로크 포착 요소(157)와 펜-스트로크 처리 요소(158) 요소의 각각은 소프트웨어 및/또는 하드웨어의 임의의 조합으로 실시될 수 있다.
도 1m은 도 1k의 예에 따라 제공된다. 이 경우에, 펜-고정식 초음파 수신기에 의해 검출되는 초음파 진동의 진폭이 측정된다.
광학 송신기(160)
초음파 신호의 "동기화"를 목적으로, 도 1a의 특정 예에서는, 스타일러스(100)와 연관된 광학 송신기(160)(예를 들면, 적외선)가 제공된다. 광학 송신기로부터 방출된 광(예를 들면, 171)은 보드를 통해서 광학 수신기(152)로 전파된다. 광학 송신기의 구조에는 아무런 제한이 없다. 예시적인 실시예에서, 광학 송신기는 "전-방향성(omni-directional)" 광학(즉, 적외선) 송신기이다.
도 1n 내지 도 1q는 광학 송신기(160) 및 광학 수신기의 구조의 측면도이다. 도 1n에 도시하듯이, 적외선은 송신기(160)로부터 수신기(152)로의 "개소 경로의 라인"을 따를 수 있다. 도 10에 도시된 실시예에서, 적외선 방사선은 먼저 광학 송신기(160)로부터 보드로 송신되고, 이후 보드(140)로부터 광학 수신기(152)로 송신된다. 도 1p에 도시된 실시예에서, 적외선은 펜 축(130)을 따라서 송신기로부터 빔 스플리터(159)로 전송되고, 다른 방향으로 전송된다.
도 1q에 도시하듯이, 통상적으로 적외선은 단일 방향으로 전송되지 않고, 여러가지 상이한 주어진 펜 배향에 있어서 전송되는 적외선이 여전히 광학 수신기(152)에 도달할 수 있도록 여러가지 상이한 방향으로 전송될 수 있음을 알아야 한다. 도 1q는 전송되는 적외선의 강도의 통상적인 프로파일을 방향 함수로서 도시한다.
초음파 송신기 또는 액추에이터(210)의 구조
스타일러스(100)의 외부 하우징(220) 내에 매립되는 예시적인 초음파 송신기(210)가 도 2에 도시되어 있으나, 본 발명의 발명자들에 의하면 다른 특별한 구조 및 실시예가 고려될 수 있다. "매립형 초음파 송신기(210)"[즉, 스타일러스(100)의 세장형 하우징(220)의 세장형 공동(231) 내에 매립]가 도시되어 있지만 이것이 본 발명을 한정하지는 않음을 알아야 한다.
추가로, 본 발명의 발명자들은 도 1a 내지 도 1i의 시스템[즉, 본 실시예의 시스템(5)]과 관련하여 초음파 송신기(210)를 개시하고 있지만, 본 실시예의 단일-방향성 송신기(210) 뿐 아니라 이 단일-방향성 송신기(210) 및 스타일러스(100)를 포함하는 시스템은 본 실시예의 시스템(5)에서뿐 아니라 다양한 상황에 관련하여 사용될 수 있다.
도 2의 예에서, 초음파 송신기는 초음파를 등방성으로(즉, 모든 방향으로) 송신하지 않으며, 오히려 특정 방향으로[즉, 펜 축(130)을 따라서] 편향된 초음파가 제공된다. 이는 실질적으로 "단일-방향성의" 초음파 송신기(즉, 초음파)로 지칭될 수 있지만, 모든 초음파는 통상 정확히 단일 방향으로 전파되지 않음을 알 수 있다.
따라서, 예시적인 실시예에서, 단일 방향성 초음파 송신기/송신기/액추에이터(210) 및/또는 펜 팁(120)을 떠나는 초음파와 연관된 파워의 대다수는 실질적으로 그 방향에[즉, 주어진 벡터(송신 벡터), 예를 들면 펜 축(130)에 의해 규정되는 벡터의 10도 이내, 및/또는 이 송신 벡터의 25도 이내, 및/도는 이 송신 벡터의 45도 이내, 및/또는 이 송신 벡터의 70도 이내, 및/또는 이 송신 벡터의 90도 이내] 있게된다. '실질적으로 단일-방향의 송신 특징부'의 관련 예가 도 3c 내지 도 3d를 참조하여 후술된다.
이 이방성 초음파 송신 프로파일(즉, 실질적으로 단일-방향 방식으로의 초음파 방송 또는 송신)은 여러가지 방식으로 제공될 수 있다. 도 2의 예에 따르면, 송신기는 초음파 변환기[즉, 제공되는 전기 신호에 따라 진동체(예를 들면, 진동 막 또는 필름)에 의해 발생되는 초음파]를 구비한다. 따라서, 일부 실시예에서 액추에이터(230)는 압력파(즉, 초음파)를 생성하기 위해 전기 신호를 기계적인 운동으로 변환시키는 진동체를 구비한다.
이러한 "진동체"의 일 예가 예를 들면 '원통형' 형상을 갖도록 롤링되는 코일형 압전 필름과 같은 압전 필름(230)이다. 도 2에 도시하듯이, 압전 필름(230)은 [예를 들어 전기 접점(218)에 의해] 압전 필름(230)과 전기 접속되는 한 쌍의 와이어 또는 임의의 기타 전기 전도체와 같은 것에 의해 전기 리드(229)로부터 전기 신호를 수신한다. 이 전기 신호(즉, 하나 이상의 여기 펄스)는 전력 소스(도시되지 않음)에 의해 급전되는, 예를 들어 스타일러스와 연관되거나, 스타일러스에 부착되거나 매립되는 전자 회로(도시되지 않음)에 의해 제공될 수 있다.
도 2에서, 초음파 송신기(210)의 '긴 축'(131)[이 경우, 압전 필름(230)의 원통의 축]은 디지털 펜/스타일러스(110)의 긴 축(130)에 평행하다. 그럼에도 불구하고, 이것이 제한이 아님을 알아야 한다. 일부 실시예에서, 송신기(210)의 '긴 축'(131)은 펜(110)의 긴 축(130)에 거의 평행한 바, 즉 예를 들어 45도, 20도 또는 10도의 공차 내에서 평행하다.
이 전력 소스(도시되지 않음)에는 제한이 전혀 없다. 이는 배터리(재충전가능한 배터리)를 구비할 수 있거나, 또는 재충전가능한 "커패시터"를 구비할 수 있다. 후자는 짧은 시간에 걸쳐서 재충전될 수 있으며, 따라서 일부 실시예에서는 사용자가 커패시터를 재충전하기 위해 결합할 수 있는 전자 "잉크 웰(ink well)"이 제공됨을 알 수 있다.
본 발명의 제한은 확실히 없지만, 예시적인 비제한적 실시예에서는 압전 필름(230)의 약 10 내지 20의 턴이 제공된다. 예시적인 비제한적 실시예에서, 압전 필름의 반경은 약 2 내지 3mm이고 압전 필름의 길이는 2 내지 5mm이다.
전술했듯이, 초음파 송신기 또는 변환기(210)는 이방성 초음파 송신 프로파일을 갖는 초음파(예를 들어, 실질적으로 '단일-방향으로' 송신되는 초음파)를 제공하도록 작동할 수 있다. 이는 여러가지 방식으로 제공될 수 있다. 도 2의 예시적인 실시예에 따르면, 진동 압전 필름(230)에 의해 발생된 초음파를 벡터(130)의 방향으로 반사시키기 위해 초음파 반사기(222)(예를 들어, 플라스틱 또는 임의의 기타 적절한 재료로 구조됨)가 제공된다.
이 초음파 반사기(222)는 예를 들어 스프링(224)('센터링' 스프링)과 같은 압축성 대상물에 의해 적소에 유지될 수 있다.
따라서, 압전 필름-반사기 조립체는 압축성 대상물에 의해 [즉, 스타일러스(100)의 근위 단부에 대해] 적소에 유지될 수 있다. 또한, 스타일러스의 원위 단부[즉, 팁(120)을 향한]에서, 압전 필름은 양면 접착 필름(214)과 같은 접착제를 사용하여 초음파 송신기(210) 또는 액추에이터[즉, 압전 필름(230)을 포함] 지지 플랜지(212) 사이에서 지지 요소에 부착될 수도 있다.
일부 실시예에서, 초음파의 발생된 압력파는 지지 플랜지(212)(예를 들면, 금속으로 만들어지고 예를 들어 약 0.6mm의 두께를 가짐)를 통해서 공진기(208) 내로 송신된다. 이 공진기(및 특히 공진기의 길이)는 액추에이터로부터 스타일러스 또는 펜으로[초음파 수신기(250)로는 아님] 최대(또는 최대-근사) 에너지를 전달할 수 있도록 사용되는 초음파의 파장에 대한 공진 주파수에 따라 치수형성될 수 있다. 이는 초음파의 좁은 대역을 전송하는데 유용할 수 있다. 비제한적인 일 예에 따르면, 13의 값은 3 내지 4mm 사이에 있다.
액추에이터 또는 초음파 송신기(210)의 다른 도시도가 도 3a 및 도 3b에 제공되어 있다. 도 3a의 예에 따르면, 외부 스타일러스(100) 하우징(220) 내에 설치되는 보호 파이프(232) 내에는 압전 필름이 제공된다.
도 3c 내지 도 3d 및 보디-고정식 원추(219)에 대한 논의
도 3c 및 도 3d는 보디-고정식 기하학적 구조[즉, "실질적으로 단일-방향성의 송신 특징부"를 설명하는데 유용한 송신 벡터(133), 쎄타 각도(213), 기준 원(217), 및 송신 원추(219)]를 도시하고 있다.
수신기
광학 수신기
일부 실시예에서는 하나 이상의 광학 수신기가 제공되는 바, 예를 들어 광학 수신기는 보드(140)의 에지(180)에 또는 그 근처에 위치되지만(이는 특히 중간의 광학 수신기가 사용자가 컴퓨터 화면을 쳐다보는 것을 방해할 수 있는 컴퓨터 화면 오버레이의 경우에 사용 또는 제작이 보다 쉬울 수 있음), 이것이 본 발명의 필수 요건은 아니다.
초음파 수신기
위치
일부 실시예에서, 초음파 수신기(150)가 제공되는 바, 예를 들면 필기 보 드(140)에 체결되거나 부착된다.
초음파 수신기가 필기 보드(140)에 대해서 어디에 설치될 수 있는지에 대해서는 아무런 제한이 없으며, 수신기(150)는 예를 들어 보드(140)의 에지(180) 또는 그 근처에, 보드(140)의 중심 또는 그 근처에, 또는 그 사이의 어디에라도 설치될 수 있다.
예시적인 실시예에서는, 하나 이상의 초음파 수신기(150)가 보드(140)의 에지(180) 또는 그 근처에 설치될 수 있다.
도 5a는 수신기(150)가 보드(140)의 에지(180)가 아닌 그 근처에(예를 들면, 보드(140)의 에지로부터 수 센티미터 이하 내에) 설치되는 실시예를 도시하고 있다. 이는 예를 들어 보드(140)를 통해서 또는 보드(140)를 부분적으로 통해서 구멍을 천공함으로써 제공될 수 있다. 보드(140)의 구역(147)은 완전히 선택적이다. 대안적으로, 도 5b에 도시하듯이, 수신기(150)는 임의의 재료(보드와 유사한 재료를 포함)로 만들어진 임의 형상의 선택적인 별도 지지 요소(149)에 의해 기계적으로 지지된다.
구조 및 기능
도 6a는 보드(140)에 결합된 예시적인 초음파 수신기(150)의 도시도이다. 도 6a에 도시하듯이, 초음파 수신기(150)는 필기 보드(140)의 표면(141) 내에서 또는 이 표면을 따라서 전파되는 초음파를 검출하기 위한 압전 필름(320)을 구비한다. 압전 필름(320)은 보드(140)에서 전파되는 초음파의 검출에 따라 전기 신호를 발생하도록 작동되며, 따라서 기계적 압력파를 전기 신호로 "변환"한다.
압전 필름은 압전 필름(320)의 적어도 일부가 필기 보드(140)의 상면(141)과 공동 평면에 있거나 및/또는 그 평면 아래에 있도록(이것이 본 발명을 제한하는 것은 아님) 체결구(310)(예를 들면, 플라스틱 체결구 또는 절연체와 같은 전도성 재료 이외의 재료로 만들어진 체결구)에 의해 보드에 체결된다. 롤링된 압전 필름(320) 내에는 (예를 들어, 기계적 지지를 위해서 및/또는 수신기의 전기적 성능을 향상시키기 위해) 내부 코어(312) 또는 실린더가 제공된다. 이 코어(312)는 전도성 재료(예를 들면, 금속), 반전도체 재료, 및 절연체를 포함하지만 이것에 한정되지는 않는 임의의 재료로 제조될 수 있다. 전도성 재료가 선택되는 경우에는, 압전 필름(320)과 전도성 코어(312) 사이에 절연층(314)을 제공하는 것이 권장되거나 필요할 수 있다.
도 6a에 도시하듯이, 비제한적인 예시적 실시예에서, 압전 필름(320)의 적어도 일부는 필기 보드(340)의 상면(341)과 같은 레벨에 있거나 및/또는 그 아래에 위치한다.
도 6b는 초음파 수신기의 측면도이다.
도 6b에 도시하듯이, 수신기(150)는 체결구(310)를 필기 보드(140)에 부착하기 위한 기계적 체결구[예를 들면, 나사(332)]를 추가로 구비한다. 또한, 인쇄 배선판(PCB)(330)이 제공된다. 통상적으로, PCB(330)는 압전 필름(320)으로부터 전기 신호를 수신하고 이들 전기 신호를 처리 및/또는 송신하도록 작동된다. 도 6b에 명확히 도시되지는 않았지만, 통상적으로 PCB는 압전 필름(320)의 양 "단 자"(즉, 양면)와 전기 접촉 상태에 있음을 알아야 한다.
도 6b 내지 도 6c에 도시하듯이, 압전 필름(320)의 적어도 "접촉 부분"(391)은 필기면/보드(140)의 "측면"(139)과 접촉하고 있다.
도 6b 및/또는 도 6c에 도시하듯이, 필기면/보드(140)의 상면은 135로 지칭되고, 필기면/보드(140)의 측면은 139로 지칭되며, 필기면/보드(140)의 하면은 137로 지칭된다.
압전 필름(320)의 적어도 "상측 부분"(393)은 상면(135) "위에" 있으며, 압전 필름(320)의 적어도 "하측 부분"(395)은 하면(137)의 "아래에" 있다.
도 6d의 특정 예에 따르면, PCB(330)는 예를 들어 나사(334)와 같은 기계적 체결구를 사용하여 필기 보드(140)에 부착된다.
도면은 PCB(330)를 참고하고 있지만, 전기 회로(단일 칩 또는 멀티-칩 패키지 내의 칩)에 대한 임의의 '하우징'이 사용될 수 있음을 알아야 한다.
도 6d는 초음파 수신기(150)의 평면도이다. 도 6d는 도 5a에 도시된 실시예를 참고하고 있지만, 도 6d의 원리는 도 5b의 실시예에도 적용됨을 알아야 한다.
따라서, 도 6d를 참조하면, 압전 필름(320)은 PCB(330)에 제공되는 전기 회로와의 전기 접촉을 제공하도록 구성된 단자(380)[즉, 압전 필름 자체로 형성되고, 예를 들어 압전 필름(320)과 일체로 형성됨]를 구비함을 알아야 한다. 이 전기 접촉은, 압전 필름(320) 단자(380)의 한 쪽에 전기 접속되는 예를 들어 금속으로 제조된 세장형 전도 부재(372) 또는 기타 전도체[본 예에서 전도 부재(372)는 압전 단자(380)의 "상면"(364)으로부터 전기 신호를 송신하는데 유용함]와 적어도 부분 적으로 제공될 수 있다. 이 전도 부재(372)는 예를 들어 나사(342)와 같은 기계적 체결구와 같은 체결구를 사용하여 PCB(330)에 체결된다.
도 7a는 PCB(330)에 대한 압전 필름(320) 단자(380)의 부착을 도시하는 분해도이다. 압전 필름(320)의 단자(380)는 서로 전기 접촉되지 않는 두 개의 표면, 즉 상면(364)과 하면(362)을 갖는 것을 알아야 한다. 따라서, 도 7b에 도시하듯이, 하면(362)은 PCB의 제 1 전기 전도체(366)[PCB에 인쇄된 인쇄 전도 구역(366) 또는 와이어와 같은 부착물 및/또는 매립물]와 접촉한다.
압전 필름(320)의 단자(380)의 상면(364)은 전도체[예를 들면, 세장형 전도체(372)]와 전기 접촉(예를 들면, 부착)된다. 이 세장형 전도체(372)는 통상 단자(380)의 하면(362)과 전기적으로 접촉하지 않는다.
이 세장형 전도체(372)는 PCB의 제 2 인쇄 전도 구역(368)과 전기 접촉할 수 있다. 따라서, 366과 368이 압전 필름(320)에 대한 한 쌍의 단자로서[및 예를 들어 전기 신호를 발생시키는 압전 필름(320)과 발생된 전기 신호를 취급하는 예를 들어 PCB(330) 상의 외부 전기 회로 사이의 "경계면"의 일부로서] 효과적으로 작용할 수 있으며, PCB 상의 이들 두 단자(즉, 366과 368) 사이의[즉, 압전 필름(320)에 의해 발생되는] 전위는 따라서 압전 필름(320)에 의해 검출되는 음향 신호 또는 초음파 신호에 따라 결정되는 것은 명백하다. 상기 신호는 후속적으로 취급된다[예를 들면, 스타일러스(100)의 위치를 결정하기 위해 삼각측량에서 처리 및 사용된다].
도 7b는 압전 필름(320)과 PCB(330) 사이의 전기 접점의 다른 사시도이다.
도 8a는 압전 필름(320)의 다른 화상의 도시도이다. 따라서, 도 8a에 도시하듯이, 압전 필름은 인쇄된 잉크의 '주요 부분'(410)을 구비한다. 롤링되었을 때, 이 주요 부분(410)의 적어도 일부는 원통형 형상을 규정한다. 통상적으로, 초음파 신호를 검출하는 것은 이 '주요 부분'(410)이다.
도 8b에 도시하듯이, 단일의 '연속적인' 스트립을 생성하기 위해 압전 필름(320)의 단부를 체결하는 용접(320) 또는 임의의 다른 수단이 제공되지만, 이것이 본 발명을 한정하는 것은 아니며 이는 불연속적일 수 있다.
도 8a 내지 도 8c에 도시된 거리는 예시를 위한 것일 뿐이며, 제한적인 것이 아니다.
도 8b 및 도 8c에 도시하듯이, 압전 필름(320)의 각 면[즉, 내표면(412) 및 외표면(414)]에서의 구조물 '감지 영역'(예를 들어, 증착된 잉크의 구조)은 동일하지 않다. 이들 도면에서, 사선 처리된 부분은 '감지 영역'을 지칭한다.
압전 필름의 한쪽 면에서, 사선 구역은 초음파 신호를 검출할 때 각각 (압전 필름의 다른쪽 면에 대해) 다른 전압에 놓이는 특정 구역을 정하도록 인접하지 않음을 알아야 한다.
일부 실시예에서, 압전 필름(320)의 내표면(412) 및 외표면(414)은 본 명세서에 원용되는 본 발명자들의 국제 공개 공보 WO 03/022156호(예를 들면, 특히 도 4a 및 도 4b 참조)에 개시된 하나 이상의 사상에 따른 구조물임을 알아야 한다.
일부 실시예에서, 상기 국제 공개 공보 WO 03/022156호(본 명세서에 원용됨)(즉, 초음파 송수신기 및 원통형 초음파 변환기 구조물을 개시함)에 개시된 하 나 이상의 사상은 임의의 현재 개시된 초음파 수신기 조립체, 및 개시되어 있는 임의의 시스템 또는 방법에 적용될 수 있음을 알아야 한다.
본원의 명세서 및 청구범위에 있어서, "포함한다", "구비한다", "갖는다" 및 이와 어원이 같은 표현의 각각은 그 대상이 반드시 그 표현 주체의 열거된 부재, 부품, 요소 또는 부분을 완비하지는 않음을 나타내는데 사용된다.
본 명세서에 인용된 모든 참조문헌은 그 전체가 원용된다. 참조문헌을 인용하는 것이 이 참조문헌이 종래 기술이라고 인정하는 것은 아니다.
명세서에서 단수로 기재된 것은 그 대상 요소를 하나 이상(즉, 적어도 하나) 지칭하는 것으로 이해되어야 한다. 예로서, "요소"는 하나의 요소 또는 하나 이상의 요소를 의미한다.
본 명세서에서 "구비한다"는 용어는 "구비하지만 그것에 한정되지는 않는"다는 의미로 사용되며, 이 표현과 호환적으로 사용될 수 있다.
본 명세서에서 "또는"이라는 용어는 달리 언급되지 않는 한 "및/또는"의 의미로 사용되며, 이 표현과 호환적으로 사용될 수 있다.
"...와 같은"이라는 용어는 "...와 같지만 그것에 한정되지는 않는"다는 의미로 사용되며, 이 표현과 호환적으로 사용될 수 있다.
본 발명은 예시적으로 제공되지만 본 발명의 범위를 제한하지는 않는 그 실시예의 상세한 설명을 사용하여 기술되었다. 기재된 실시예는 본 발명의 모든 실시예에서 전부 요구되지는 않는 다양한 특징부를 포함한다. 본 발명의 일부 실시예는 이들 특징부의 일부만을 사용하거나 특징부의 가능한 조합을 사용한다. 당업 자라면, 기재된 본 발명의 실시예의 변형예, 및 기재된 실시예에 나타난 특징부의 다양한 조합을 포함하는 본 발명의 실시예가 있을 수 있음을 알 것이다.
Claims (10)
- 접촉-모드 위치 측정 시스템으로서,a) 팁(120)을 갖는 펜 하우징(110) 및 초음파 송신기와 초음파 수신기로 구성되는 그룹에서 선택되는 펜-고정식 초음파 장치(210)를 구비하는 디지털 펜(100),b) 필기면(140),c) 그 각각이 초음파 송신기와 초음파 수신기로 구성되는 그룹에서 선택되고, 상기 필기면에 대해 고정되는 각각의 위치를 갖는 다수의 필기면-고정식 초음파 장치(150),d) 상기 디지털 펜이 상기 필기면 상에 위치할 때 상기 각각의 필기면-고정식 초음파 장치에 있어서 초음파가(i) 실질적으로 상기 팁(120)과 상기 필기면(140) 사이의 접촉 위치(175B)로서 상기 접촉 위치(175B)와 가장 가까운 상기 필기면 고정식 초음파 장치(150) 사이의 거리의 30% 미만인 공차 내에 있는 위치와(ⅱ) 상기 각각의 필기면-고정식 장치(150)사이의 경로에 의해 규정되는 각각의 필기면 서브경로(170")를 구비하는 경로를 거쳐서(i) 상기 펜-고정식 초음파 장치(210)와(ⅱ) 상기 각각의 필기면-고정식 초음파 장치(150) 사이를상기 필기면(140)을 통해서 이동하는데 걸리는 각각의 시간을 측정하도록 작동하는 초음파 전파 시간 측정 시스템(145), 및e) (i) 상기 결정된 초음파 이동 시간과 (ⅱ) 상기 필기면 내의 초음파 속도에 따라 상기 펜-고정식 초음파 장치(210)의 위치를 결정하기 위한 초음파 기초 위치-결정 시스템(155)을 포함하는 접촉-모드 위치 측정 시스템.
- 접촉 또는 호버링 모드 위치 측정 시스템으로서,a) 팁(120)을 갖는 펜 하우징(110) 및 초음파 송신기와 초음파 수신기로 구성되는 그룹에서 선택되는 펜-고정식 초음파 장치(210)를 구비하는 디지털 펜(100),b) 필기면(140),c) 그 각각이 초음파 송신기와 초음파 수신기로 구성되는 그룹에서 선택되고, 상기 필기면에 대해 고정되는 각각의 위치를 갖는 다수의 필기면-고정식 초음파 장치(150),d) 상기 디지털 펜이 상기 필기면 상에 또는 필기면 위에 위치할 때 상기 각각의 필기면-고정식 초음파 장치에 있어서 초음파가(i) 상기 팁(120)과 가장 가까운 상기 필기면 고정식 초음파 장치(150) 사이의 거리의 30% 미만인 공차 내에서 상기 초음파 장치(210)의 긴 축(131)과 상기 필기면(140) 사이의 교차점(175A)과,(ⅱ) 상기 각각의 필기면-고정식 장치(150)사이의 경로에 의해 규정되는 각각의 필기면 서브경로(170')를 구비하는 경로를 거쳐서(i) 상기 펜-고정식 초음파 장치(210)와(ⅱ) 상기 각각의 필기면-고정식 초음파 장치(150) 사이를상기 필기면(140)을 통해서 이동하는데 걸리는 각각의 시간을 측정하도록 작동하는 초음파 전파 시간 측정 시스템(145), 및e) (i) 상기 결정된 초음파 이동 시간과 (ⅱ) 상기 필기면 내의 초음파 속도에 따라 상기 펜-고정식 초음파 장치(210)의 위치를 결정하기 위한 초음파 기초 위치-결정 시스템(155)을 포함하는 접촉 또는 호버링 모드 위치 측정 시스템.
- 위치 측정 시스템으로서,a) 팁(120)을 갖는 펜 하우징(110) 및 초음파 송신기와 초음파 수신기로 구성되는 그룹에서 선택되는 펜-고정식 초음파 장치(210)를 구비하는 디지털 펜(100),b) 필기면(140),c) 그 각각이 초음파 송신기와 초음파 수신기로 구성되는 그룹에서 선택되고, 상기 필기면에 대해 고정되는 각각의 위치를 갖는 다수의 필기면-고정식 초음파 장치(150),d) 상기 디지털 펜이 상기 필기면 상에 또는 필기면 위에 위치할 때 상기 각각의 필기면-고정식 초음파 장치에 있어서 초음파가A) (I) 상기 초음파 수신기의 긴 축(131)과 상기 필기면(140) 사이의 교차점(175A)으로부터의 그 거리가 상기 팁(120)과 가장 가까운 상기 필기면 고정식 초음파 장치(150) 사이의 거리의 30% 미만인 주어진 지점(175)과, (Ⅱ) 상기 각각의 필기면 고정식 장치(150) 사이의 경로에 의해 규정되는 제 1의 각각의 필기면 서브경로(170')와,B) (I) 실질적으로 상기 팁(120)과 상기 필기면(140) 사이의 접촉 위치(175B)로서 상기 접촉 위치(175B)와 가장 가까운 상기 필기면 고정식 초음파 장치(150) 사이의 거리의 30% 미만인 공차 내에 있는 위치와, (Ⅱ) 상기 각각의 필기면-고정식 장치(150) 사이의 경로에 의해 규정되는 제 2의 각각의 필기면 서브경로(170')로 구성되는 그룹에서 선택되는 각각의 필기면 서브경로를 구비하는 경로를 거쳐서(i) 상기 펜-고정식 초음파 장치(210)와(ⅱ) 상기 각각의 필기면-고정식 초음파 장치(150) 사이를상기 필기면(140)을 통해서 이동하는데 걸리는 각각의 시간을 측정하도록 작동하는 초음파 전파 시간 측정 시스템(145), 및e) (i) 상기 결정된 초음파 이동 시간과 (ⅱ) 상기 필기면 내의 초음파 속도에 따라 펜-고정식 초음파 장치(210)의 위치를 결정하기 위한 초음파 기초 위치-결정 시스템(155)을 포함하는 위치 측정 시스템.
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, f) 상기 펜-고정식 초음파 송 수신기와 적어도 하나의 상기 필기면 고정식 초음파 송수신기 사이의 검출된 초음파 신호의 크기에 따라 상기 디지털 펜(100)이 상기 필기면(140)과 접촉하는지 또는 상기 필기면(140) 위에 떠있는지를 결정하도록 작동하는 호버-검출 요소(153)를 추가로 포함하는 위치 측정 시스템.
- 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필기면(140)은 들쭉날쭉한 섹션(180B)을 갖는 에지를 구비하며,i) 상기 들쭉날쭉한 섹션의 길이는 상기 필기면의 가장 긴 치수의 적어도 0.2배이고,ⅱ) 상기 들쭉날쭉한 에지는 적어도 n개의 산(182)과 n-1개의 골(183)을 구비하며, 상기 n은 5 이상의 정수로서 정의되고,ⅲ) 상기 에지 상의 인접한 산에 있어서, 인접한 산 사이의 거리는 상기 필기면의 상기 가장 긴 치수의 0.01배 이상 0.1배 이하이며,ⅳ) 각각의 산에 있어서, 산과 인접한 골 사이 거리는 상기 필기면의 상기 가장 긴 치수의 0.001배 내지 0.03배 이하인 위치 측정 시스템.
- 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, g) 초음파 신호 동기화를 위한 상기 펜-고정식 초음파 송수신기와 각각의 상기 필기면-고정식 초음파 송수신기 사이의 유선 연결부를 추가로 포함하며,상기 초음파 전파 시간 측정 시스템은 상기 신호 동기화를 제공하는 유선 연 결부에 따라 상기 초음파 이동 시간을 측정하도록 작동하는 위치 측정 시스템.
- 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, i) 상기 디지털 펜은 광을 하방으로 송신하도록 작동하는 광학 송신기(160)를 추가로 구비하고,ⅱ) 상기 시스템은 필기면 고정식 광학 수신기(152)를 추가로 구비하며,ⅲ) 상기 필기면(140)은 상기 전파되는 광이 광학 송신기(160)와 광학 수신기(152) 사이 거리의 적어도 20%인 거리에 대해서 필기면(140)의 상면(135)에 의해 규정되는 평면에 대해 10도 이하의 공차 내에서 실질적으로 평행한 경로를 따르도록 광의 전파 방향을 실질적으로 제어하기 위한 웨이브가이드로서 구성되는 위치 측정 시스템.
- 전자 펜 장치(100)로서,a) 세장형 내부 공동(231)과 팁(120)을 구비하는 세장형 하우징(110), 및b) 그 긴 축(131)이 45도 이하의 공차 내에서 상기 세장형 내부 공동의 긴 축(130)에 실질적으로 평행하도록 상기 세장형 내부 공동(231) 내에 배치되는 압전 필름 실린더(230)를 포함하는, 초음파 발생을 위한 초음파 송신기(210)를 포함하는 전자 펜 장치(100).
- 제 8항에 있어서, c) 상기 초음파 송신기에 의해 발생된 상방으로 전파되는 초음파를 펜 장치의 보디-고정식 축에 대해 하방으로 반사시키기 위해 상기 세장형 내부 공동 내에서 상기 압전 필름 실린더 위에 배치되는 적어도 하나의 초음파 반사기(222)를 추가로 포함하며,상기 적어도 하나의 초음파 반사기는 상기 초음파 송신기에 의해 발생된 상기 초음파를 상기 보디-고정식 축에 대해, 상방으로 전파되는 초음파 파워에 의해 적어도 25% 하방으로 반사하도록 작동하는 전자 펜 장치(100).
- 초음파 신호 취급 시스템으로서,a) 그 가장 긴 치수의 0.05배 이하인 두께를 갖는 얇은 필기면(140), 및b) 상기 필기면에 대해 고정되는 압전 필름 실린더(320)를 포함하는 초음파 수신기(150)를 포함하며,상기 압전 필름 실린더(320)의 적어도 접촉 부분(391)은 상기 얇은 필기면의 상기 측면(137)과 접촉하여 배치되고, 상기 압전 필름 실린더의 적어도 상측 부분(393)은 상기 필기면(140)의 상면(135) 위에 배치되며, 상기 압전 필름 실린더(320)의 적어도 하측 부분은 상기 필기면(140)의 하면(139) 아래에 배치되고, 상기 초음파 수신기(150)는 상기 필기면(140) 내에서 전파되는 초음파 신호를 수신하도록 구성되는 초음파 신호 취급 시스템.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015072608A1 (ko) * | 2013-11-18 | 2015-05-21 | 주식회사 피엔에프 | 위치 정보 입력 시스템 |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090309854A1 (en) * | 2008-06-13 | 2009-12-17 | Polyvision Corporation | Input devices with multiple operating modes |
| JP5526557B2 (ja) * | 2009-02-19 | 2014-06-18 | 日本電気株式会社 | 電子ペン及び電子ペンシステム |
| US9864440B2 (en) * | 2010-06-11 | 2018-01-09 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Object orientation detection with a digitizer |
| KR101128392B1 (ko) * | 2011-02-15 | 2012-03-27 | (주)펜앤프리 | 터치 패널을 이용한 정보 입력 방식과 초음파 신호를 이용한 정보 입력 방식간의 자동 전환이 가능한 정보 입력 장치 및 방법 |
| US9182840B2 (en) | 2012-07-31 | 2015-11-10 | Blackberry Limited | Apparatus and method pertaining to a stylus having a plurality of non-passive location modalities |
| US8957878B2 (en) | 2012-07-31 | 2015-02-17 | Blackberry Limited | Apparatus and method for selecting stylus location-determination information provided by a plurality of non-passive stylus-location modalities |
| KR102091710B1 (ko) * | 2012-08-28 | 2020-04-14 | 삼성전자주식회사 | 좌표 측정 장치 및 그 제어 방법 |
| CN102981764B (zh) * | 2012-11-19 | 2018-07-20 | 北京三星通信技术研究有限公司 | 触控操作的处理方法及设备 |
| US10678322B2 (en) | 2013-11-18 | 2020-06-09 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Pressure sensing via bone conduction |
| CN109313516B (zh) * | 2016-06-06 | 2021-06-01 | 大日本印刷株式会社 | 触控面板笔用书写片的筛选方法、触控面板系统 |
| US10831316B2 (en) | 2018-07-26 | 2020-11-10 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Surface interface |
| JP7440683B1 (ja) * | 2023-03-23 | 2024-02-28 | レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド | 入力デバイス及び情報処理システム |
Family Cites Families (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0169538B1 (en) * | 1984-07-25 | 1991-05-29 | Hitachi, Ltd. | Tablet type coordinate input apparatus using elastic waves |
| JPH0758453B2 (ja) * | 1987-07-08 | 1995-06-21 | キヤノン株式会社 | 座標入力装置 |
| JPH0746301B2 (ja) * | 1987-10-28 | 1995-05-17 | キヤノン株式会社 | 座標入力装置 |
| US5243332A (en) * | 1991-10-31 | 1993-09-07 | Massachusetts Institute Of Technology | Information entry and display |
| JP3382266B2 (ja) * | 1992-09-01 | 2003-03-04 | キヤノン株式会社 | 座標入力装置 |
| JPH08272512A (ja) * | 1995-03-30 | 1996-10-18 | Canon Inc | 座標入力方法及び装置 |
| US6225986B1 (en) * | 1997-01-06 | 2001-05-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Coordinate input apparatus and its control method |
| JPH1115592A (ja) * | 1997-06-23 | 1999-01-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 位置入力装置 |
| JPH1165747A (ja) * | 1997-08-21 | 1999-03-09 | Canon Inc | 座標入力装置及び座標検出方法 |
| US6313829B1 (en) * | 1998-11-02 | 2001-11-06 | The Whitaker Corporation | Edge treatment method for ultrasonic wave absorption |
| US6414673B1 (en) * | 1998-11-10 | 2002-07-02 | Tidenet, Inc. | Transmitter pen location system |
| AU3986400A (en) * | 1999-04-22 | 2000-11-10 | Mordechai Ben-Arie | Pen input device for a computer |
| SE517445C2 (sv) * | 1999-10-01 | 2002-06-04 | Anoto Ab | Positionsbestämning på en yta försedd med ett positionskodningsmönster |
| US7295193B2 (en) * | 1999-12-23 | 2007-11-13 | Anoto Ab | Written command |
| JP2002079792A (ja) * | 2000-09-05 | 2002-03-19 | Canon Inc | 電子黒板装置および座標算出方法 |
| SE523636C2 (sv) * | 2001-07-22 | 2004-05-04 | Tomer Shalit Ab | Portabelt datoriserat handhållet organ och förfarande för hantering av ett på en skärm visat objekt |
| EP1529315A4 (en) * | 2002-07-22 | 2006-10-18 | Measurement Spec Inc | Handheld device having ultrasonic transducer for axial transmission of acoustic signals |
| JP4146188B2 (ja) * | 2002-08-15 | 2008-09-03 | 富士通株式会社 | 超音波型座標入力装置 |
| WO2004097723A1 (en) * | 2003-04-29 | 2004-11-11 | Anoto Ip Lic Hb | Methods, apparatus, computer program and storage medium for position decoding |
| US7735024B2 (en) * | 2003-10-29 | 2010-06-08 | Intel Corporation | Methods and apparatus to provide a handheld pointer-based user interface |
| JP4779338B2 (ja) * | 2004-05-25 | 2011-09-28 | セイコーエプソン株式会社 | 位置検出装置、および情報端末装置 |
| US8340476B2 (en) * | 2005-03-18 | 2012-12-25 | The Invention Science Fund I, Llc | Electronic acquisition of a hand formed expression and a context of the expression |
| US20060227117A1 (en) * | 2005-04-07 | 2006-10-12 | Microsoft Corporation | Circular touch sensor |
| US7720286B2 (en) * | 2005-05-25 | 2010-05-18 | Advanced Digital Systems, Inc. | System and method for associating handwritten information with one or more objects via discontinuous regions of a printed pattern |
-
2007
- 2007-10-07 KR KR1020097009214A patent/KR20090116687A/ko not_active Ceased
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- 2007-10-07 WO PCT/IL2007/001205 patent/WO2008041234A2/en not_active Ceased
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015072608A1 (ko) * | 2013-11-18 | 2015-05-21 | 주식회사 피엔에프 | 위치 정보 입력 시스템 |
Also Published As
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Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20131030 Patent event code: PE09021S01D |
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| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20140627 Patent event code: PE09021S01D |
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Patent event date: 20141127 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20140627 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I Patent event date: 20131030 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |