KR20120082995A - 파우치방식의 휴대기기용 필기정보 입력시스템 - Google Patents

Abstract

전자펜을 이용하여 많은 정보량을 정확하고 세밀하게 휴대기기에 입력시킬 수 있는 수단으로서, 특히, 휴대기기의 케이스, 또는 보조배터리가 장착되어 있는 케이스(보조배터리 기능을 갖는 파우치)에 장착된 입력 태블릿으로서 그 위에 일반 종이를 부착하고, 이 종이위에 전자펜으로 필기하면 그 필기내용이 휴대기기로 전송되는 전자펜 필기 입력 시스템이 제공된다.

Description

파우치방식의 휴대기기용 필기정보 입력시스템{HAND WRITING INFORMATION INPUT SYSTEM FOR MOBILE DEVICES}

본 발명은 휴대기기용 필기정보 입력시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 스마트폰등의 휴대기기에 연결가능하며, 휴대기기용 케이스(파우치)에 장착된 입력 태블릿위에 부착된 종이에 전자펜으로 필기한 내용이 스마트폰으로 입력되는 방식을 채용한 파우치방식의 휴대기기용 필기정보 입력시스템에 관한 것이다.

현대 사회가 모바일 컴퓨팅 시대로 나아가면서 개인들이 휴대하는 모바일 기기의 발전이 눈부시게 이루어지고 있다. 특히, 사용자들의 요구사항이 점점 더 작은 크기의 기기를 원하고, 그와 상반되어 큰 화면을 통하여 더 많은 정보를 한눈에 처리하기를 원하면서, 별도의 입력장치가 필요없이 전면 터치스크린을 이용하는 모바일 기기의 확산이 늘어나고 있다. 이러한 터치 스크린 기반 인터페이스는 입력장치를 위하여 공간을 할애하지 않아도 되기 때문에 기기의 크기를 작게 유지할 수 있으면서도 입출력이 가능하다는 장점이 있으며, 직관적이고 사용자 친화적인 상호작용을 제공할 수 있다는 장점이 있다. 한편, 스마트폰에 채용될 수 있는 터치 스크린용 입력 인터페이스는 저항막 방식(감압식, Resistive Touchscreen), 정전 방식(Capacitive Touchscreen), 표면 초음파 방식(Surface Acoustic Wave) 및 적외선 방식(Infrared Type)의 4가지로 크게 나뉘어 진다. 이중 저항막 방식은 개인용이나 좁은 작업공간에서 주로 활용되는 터치스크린으로, 투명전극층이 코팅되어 있는 두 장의 기판을 작은 절연봉을 사이에 두고 서로 마주보도록 합착시킨 구조로 되어 있다. 평소에는 이 두 면이 절연봉에 의해 서로 닿지 않고 떨어져 있으나, 입력자로 압력을 가하면 이 두 판이 붙으면서 전기적 흐름의 변화가 생겨 입력이 일어나게 된다. 상부 저항막 층과 접촉시 위치 검출을 위한 신호가 인가되며, 하부 투명 전극층과 접촉되었을 때 전기적 신호를 검출하여 위치를 결정한다. 이 터치스크린의 특징은 가장 널리 활용된다는 점이며, 비록 다른 터치스크린에 비해 선명도가 떨어지나 내구성이 강하여 다양한 환경에서 이용된다. 개인용도, 집, 학교, 사무실, 레스토랑 시스템등에서 이용된다. 정전 방식 터치스크린은 유리 양면에 투명한 특수 전도성 금속을 코팅한 뒤, 스크린 네 귀퉁이에 전압을 걸어주면 표면에 고주파가 퍼지게 되고 사용자가 접촉하면 사람 몸의 정전 용량으로 전류의 양이 변화한 부분의 위치와 크기를 계산하여 입력을 수행하는 방식이다. 이 방식은 저항막 방식과 같이, 반 영구적 기술로 넓은 범위에 사용되는 방식으로 주로 POS시스템, 산업용 조작, 공용 키오스크용으로 활용된다. 하지만, 저항막방식에 비해 투명도가 높으나 장갑낀 손이나 스타일러스 펜 등에는 반응하지 않고 오직 손가락 접촉에만 반응한다는 것이 단점이자 또한 장점으로 볼 수 있다. 표면 초음파 방식은 음파를 발사하는 트랜스듀서를 유리의 한쪽 귀퉁이에 부착하고 일정 간격으로 음파를 반사시키는 리플렉터를 부착, 그 반대쪽에 리시버를 부착한 형태로 구성된다. 기본적으로 초음파를 유리 패널을 통해 흘려보낸 후, 사용자가 스크린을 터치하면 음파의 진행경로를 방해하게 되며, 그 위치를 계산하게 된다. 패널 전체가 유리이며 층 전체가 평평하기 때문에 내구성이 뛰어나며 투명도가 가장 높으며 영속성이 뛰어나다. 하지만, 더러움이나 먼지가 많은 환경에 극단적으로 약하다는 단점이 있다. 주로, 내구성이 뛰어나기 때문에 공공 정보 제공 키오스크나 컴퓨터 기반 학습, 사람들이 많이 다니는 환경등에 많이 사용된다. 적외선 방식은 사람눈에 보이지 않는 적외선의 직진성을 이용하여 적외선이 장애물에 부딪치면 차단되는 속성을 활용한 방식이다. 즉, 적외선 광 방식의 터치스크린은 발광소자와 수광소자가 마주보도록 패널주위에 광을 다수 배치해서 매트릭스를 만드는 구조로, 사용자에 의해서 광선을 차단하면 차단된 부분을 출력이 저하되고 그 부분의 좌표를 통하여 입력을 수행하는 원리이다. 손가락을 비롯한 모든 입력장치로 입력이 가능하나 부피가 크고 응답속도가 느리다는 단점이 있다. 그러나, 이와 같은 터치스크린 방식은, 자유로운 사용자 인터페이스의 구축이 가능하고, 효율적인 공간의 활용을 가능케하며, 제스쳐를 이용한 다양한 상호작용이 가능하다는 장점을 지니고 있지만, 절대적 위치의 인지가 불가한데, 즉, 터치스크린은 입력장치가 유리로 된 화면이므로, 입력면이 매끄럽고 아무런 돌기등이 없으므로, 키 느낌을 느낄 수 없어 절대적 위치의 인지가 불가능하다. 특히, 최근 대부분의 스마트폰에 채용된 터치스크린 방식인 정전 방식에서는, 터치펜을 사용할 수 없고, 반드시 손으로 터치를 행해야 하는데, 이로 인해서 스크린이 오염되는 문제가 크게 발생하고 있으며, 또한, 손으로는 불가능하며 터치펜을 이용해야지만 가능한 세밀한 작업을 요하는 때에는 큰 불편함을 유발하고 있다. 또한, 감압식 터치스크린을 채용한 스마트폰의 경우에도, 필기입력의 해상도가 낮고, 또한, 작은 화면위에서 입력을 해야 하므로 많은 정보의 입력이 어렵다는 문제점을 갖는다. 또한, 기존의 휴대기기에서 메모를 작성하거나 문자 메세지를 작성하기 위해서는 우선 각종 기능키 조작을 통해서 메모작성 모드 E는 문자메세지 모드에 진입한 후에, 다수의 버튼키를 이용하여 내용을 작성한 다음, 이를 저장하거나 전송하는 단계를 거쳐야 한다. 따라서, 비교적 짧은 내용의 메시지를 작성하는 경우에도 복잡한 단계를 거쳐 다수의 버튼키를 눌러야 하므로 입력이 불편하고, 작성시간이 오래 소요되는 문제점도 있었다. 또한, 작성될 수 있는 문자 또는 기호의 종류도 이미 휴대기기에 저장된 문자나 기호에 한정되므로 발신자가 의도하는 다양한 정보를 자유롭게 표현할 수 없으며, 발신자 고유의 개성적인 표현이 불가능하다는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명자는 전자펜을 이용하여 많은 정보량을 정확하고 세밀하게 휴대기기에 입력시킬 수 있는 수단으로서, 특히, 휴대기기의 케이스, 또는 보조배터리가 장착되어 있는 케이스(보조배터리 기능을 갖는 파우치)에 장착된 입력 태블릿으로서 그 위에 일반 종이를 부착하고, 이 종이위에 전자펜으로 자연스럽게 필기하면 그 내용이 휴대기기로 전송되는 전자펜 필기 입력 시스템을 개발하였다.

이를 위하여, 본 발명에서는, 휴대기기에 필기정보를 입력하기 위한 시스템으로서, 일반 볼펜형태의 무전원 전자펜을 구성하기 위하여, 바닥에 배치된 안테나 코일에서 안테나 자력선을 발생시키면, 무접점으로 펜에서 이를 수신하고, 수신된 자력선에서 전원을 발생시키며, 발생된 전력신호를 통해서 전자펜을 동작시키는 원리로 작동하는 입력시스템을 제공한다. 본 발명의 전자펜에서는 주기적으로 자신의 위치를 알려주는 자력선을 발생시키며, 수신부에서는 이러한 자력선을 검출하여 발생되는 위치를 실시간으로 추적함으로서 전자펜이 동작하는 위치를 파악하고, 이를 이용하여 필기하는 동안의 펜 위치를 파악한다.

본 발명에 의하면, 일반 종이에 일반 펜 형태의 전자펜으로 필기함으로서, 쉽고 빠르며, 또한, 세밀하고 정확한 필기입력이 가능하게 되기 때문에, 감성적이면서도 자유로운 정보의 입력과 활용이 가능하게 된다. 특히, 사용자 필체를 그대로 구현한 메세지를 작성하여 송신함으로서 노트와 그림일기 및 전자메일도 포스트 잇과 같은 일반 종이상에의 펜 필기로 용이하게 작성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 입력시스템의 구체예를 나타내는 도
도 2는 본 발명의 전자펜을 나타내는 도
도 3은 자기발생수단을 이용한 전자펜의 작동원리를 나타내는 도
도 4은 수신부 태블렛의 신호처리 회로도
도 5는 수신부 센서보드의 PCB 패턴

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1을 참조하면, 휴대기기(10)는 이를 탑재하는 휴대기기용 케이스(11)의 일면(12)에 탈부착가능한 방식으로 고정되어 있고, 위 케이스의 다른 면(13)에 입력 태블릿(14), 즉, 필기정보를 입력하는 태블릿이 장착된다. 이 입력태블릿(14)상에는 전자펜(20)으로 직접 입력을 할 수도 있고, 또는, 입력태블릿(14)상에 포스트 잇과 같은 점착식 종이(15)를 부착하고, 그 위에 전자펜으로 필기를 하는 것도 가능하다. 종이위에 필기하는 방식을 채용하는 때에는 전자펜(20)은 일반펜과 동일한 형태로 잉크가 나오는 볼펜심을 사용할 수 있고, 이 경우, 필기되는 정보는 종이에 기록이 됨과 아울러 태블릿상에서도 입력이 되는데, 이 필기된 정보는 휴대용 기기로 전송되어 입력되게 된다. 태블릿에 입력된 정보가 휴대기기로 전송되는 때에는 휴대기기에 저장된 애플리케이션을 이용하게 되는데, 사용자는 우선 휴대기기의 관련 애플리케이션을 실행한 후, 전자펜으로 입력 태블릿(14)상에 부착된 종이에 필기를 입력하면, 필기되는 정보는 애플리케이션을 통해서 휴대기기(10)의 표시창(16)에 실시간으로 전송 및 표시되게 되며, 또한 어플리케이션을 이용하여 이 필기된 내용을 트위터 및 이메일등으로 전송할 수도 있다. 한편, 케이스(11)의 배면에는 대용량 배터리용 신호처리 회로를 함께 실장하여, 휴대기기를 충전할 수도 있다.

도 2는 본 발명에서 사용하는 전자펜의 일례를 설명한다. 전자펜은 슬리브 형태의 케이싱(21)을 갖는다. 케이싱(21)은 일측이 트인 수용실(22)을 가지며, 수용실(22)의 트인 일측은 원추형 플러그(23)가 끼워져 나사결합된다. 특히, 원추형 플러그(23)의 끝부분에는 관통구멍(24)이 형성되어 있다. 그리고, 케이싱(21)의 수용실(22)에는 펜심(25)이 설치된다. 펜심(25)은 잉크가 충진되는 몸체(26)와 몸체(22)의 전단에 결합되는 펜촉(27)으로 구성되는데, 펜심(25)의 펜촉(27)은 플러그(23)의 관통구멍(24)을 통하여 외부로 돌출되도록 구성한다. 또한,케이싱(21)의 전단에는 정보입력시 태블릿에서 발생되는 전기장을 검출하여 좌표위치를 센싱하는 위치센서(28)가 설치된다.

이와 같은 구성에 의해 사용자가 전자펜을 쥐고 태블릿상의 종이에 통상의 필기구를 사용하듯이 글씨를 쓰거나 스케치를 하면, 태블릿상에서 전기장이 발생하고, 전자펜의 위치센서(28)는 펜촉(27)의 움직임에 따라 변화하는 태블릿의 전기장을 감지하여 이를 휴대기기로 전송함으로서, 휴대기기의 표시창에 필기된 내용이 나타나게 되는 것이다. 이와 동시에 케이싱(21)으로부터 돌출된 펜촉(27)이 태블릿위에 고정된 종이와 접촉하는 과정에서 상기 펜촉(27)으로부터 나오는 잉크에 의해 필기내용이 종이상에도 그대로 표시되게 된다.

한편, 위치센서(28)는 이를 자기발생수단(28-1)으로 치환하는 것도 가능하다. 이를 위해서는, 태블릿(14)의 하부에 자기를 감지할 수 있는 수단, 예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이,태블릿(14)의 하부에 매트릭스의 형태로 복수의 자기감지수단(31)을 배치할 수 있다. 이 경우, 전자펜(20)에 부착된 자기발생수단(28-1)이 전자펜의 이동에 따라 움직이게 되고, 그에 따라서 상기 자기발생수단(28-1)이 근접함에 따라 다수의 자기감지센서(31)서로 다른 전압값을 출력하게 되고, 이에 의해서 좌표를 감지하게 된다.

또한, 이 경우, 태블릿하부에 안테나 코일을 배치하여 안테나 코일에서 안테나 자력선을 발생시키면, 전자펜에서 무접점을 이를 수신하고, 수신된 자력선에서 전원을 발생시키며, 발생된 전력신호를 통해서 전자펜으로 동작시키는 것도 가능하다.

도 4는 입력태블릿에 사용되는 신호처리회로도를 도시하며, 도 5는 수신부 센서보드의 PCB패턴을 도시한다.

이상에서는 본 발명의 구체예를 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절히 변경가능하다.

10 : 휴대기기
11 : 휴대기기용 케이스
14 : 입력태블릿
20 : 전자펜
21 : 케이싱
25 : 펜심
28 : 위치센서
28-1 : 자기발생수단
31 : 자기감지센서

Claims (2)

1. 입력태블릿 및 전자펜을 포함하는 휴대기기용 필기정보 입력시스템에 있어서,
   휴대기기의 케이스에 고정된 입력태블릿으로부터 방출되는 전기장을 전자펜이 무접점으로 수신하는 단계,
   전자펜의 자기발생수단에 의해서 자력선을 방출하는 단계, 및
   태블릿에 설치된 자기감지센서가 자력선을 검출하여 위치좌표를 파악하는 단계로 이루어지며,
   상에 전자펜을 이용하여 태블릿에 입력한 필기정보가 휴대기기로 전송되는 것을 특징으로 하는 휴대기기용 필기정보 입력시스템.
2. 제 1항에 있어서, 입력 태블릿상에 종이를 부착하고, 전자펜을 이용하여 종이상에 필기하는 정보가 휴대기기로 전송되는 것을 특징으로 하는 휴대기기용 필기정보 입력시스템.

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