KR101859035B1

KR101859035B1 - 방수 기능을 갖는 위치 지시기용 전자펜

Info

Publication number: KR101859035B1
Application number: KR1020170035435A
Authority: KR
Inventors: 안상섭; 이유상
Original assignee: 주식회사 더한
Priority date: 2017-03-21
Filing date: 2017-03-21
Publication date: 2018-05-18
Also published as: WO2018174386A1

Abstract

본 발명은 위치 지시기용 전자펜에 관한 것으로, 특히 방수 기능을 갖는 위치 지시기용 전자펜에 관한 것으로, 위치 검출 장치와의 신호 송수신을 위한 전자회로가 실장된 기판을 내부에 수용하기 위한 개구부가 길이 방향의 일단에 형성되며 타단은 폐쇄되어 있는 전자펜 케이스의 몸체와, 상기 전자펜 케이스 몸체 내부에 수용되며 상기 전자회로를 구성하는 커패시터와 전기적으로 연결되는 코일과, 상기 전자펜 케이스의 몸체 일단에 결합 혹은 접합되되, 펜심 노출홀이 일단에 형성되어 있으며 타단이 개구되어 있는 펜심 보호 캡과, 상기 펜심 보호 캡 내부에 수용되어 일측이 상기 펜심 노출홀을 통해 노출되고 타측은 필압에 의해 이동하여 상기 전자펜 케이스의 몸체에 형성된 폐쇄 면과 접촉하는 전부 혹은 일부가 자성체 재질인 펜심과, 상기 전자펜 케이스 몸체의 상기 개구부를 밀봉하기 위한 몸체 캡부를 포함함을 특징으로 한다.

Description

방수 기능을 갖는 위치 지시기용 전자펜{ELECTRONIC PEN WITH WATERPROOF FUNCTION}

본 발명은 위치 지시기용 전자펜에 관한 것으로, 특히 방수 기능을 갖는 위치 지시기용 전자펜에 관한 것이다.

최근, 펜 형태의 도구(예를 들면, 전자펜)를 이용하여 소정의 평면(예를 들면, 타블렛의 펜감지 영역) 상에 직접 필기하게 함으로써 사용자의 필기를 입력하는 장치가 널리 보급되어 사용되고 있다. 더욱이, 사용자가 쥐고 사용하는 전자펜의 휴대성 및 무게를 줄이고 또한 타블렛에 대하여 자유롭게 활용할 수 있도록, 건전지 등을 내장하지 않으면서도 무선으로 동작할 수 있는 전자펜이 보급되고 있다. 광의의 개념으로서 타블렛, 스마트 디바이스와 같은 단말장치들을 위치 검출 장치로 명명되기도 하며, 전자펜은 위치 지시기라 명명되기도 한다.

종래 기술의 하나인 일본특허 제5286609호 공보에는 전자펜인 위치 지시기의 예가 상세히 개시되어 있는데, 전자펜인 위치 지시기는 일반적으로 펜심에 해당하는 막대 모양의 심체와, 심체의 움직임을 이용하여 필압을 검출하는 필압 검출부, 위치 검출 장치인 타블렛 등과 신호를 송수신하는 전자회로와 이들을 수납하기 위한 전자펜 케이스로 구성되며, 전자펜 케이스의 길이 방향 일단에는 심체의 일측이 노출되기 위한 개구부가 형성되어 있다.

최근 들어 위치 지시기로 전자펜을 사용하는 스마트 디바이스들은 기술 개발 및 경쟁사와의 기술 경쟁에 따라 방수 및 방진 기능이 부가된 제품들을 경쟁적으로 출시하고 있다. 위치 검출 장치인 스마트 디바이스들이 방수 기능을 가지는데 반하여 앞서 예시한 일반적인 전자펜의 일측에는 개구부가 형성되어 있어 방수 기능을 갖지 못한다.

이러한 문제를 해결하기 위한 기술로서 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0122729호에 게시된 "위치 지시기"가 있다. 이러한 위치 지시기는 심체의 일단 근방에서 개구부를 막도록 배치되는 탄성부를 포함하되, 상기 탄성부가 전자펜 케이스 내면의 전체 둘레면을 덮어 상기 케이스 내로 물이 침입되는 것을 막도록 설계되어 있다.

그러나 이러한 위치 지시기는, 전자펜 케이스의 내면을 주방향(周方向)의 전체 둘레에 걸쳐서 덮는 탄성부에 의해 개구부가 막혀 케이스 내로 물이 유입되는 것을 막는 효과가 있지만, 물이 전자펜 케이스 내로 유입되지 않도록 전자펜 케이스의 내면 전체에 밀착하는 탄성부를 성형하기가 쉽지 않으며, 탄성부가 사용 환경, 사용기간, 조립 공정 등에서 변형될 소지가 높아 방수 기능을 정상적으로 수행할 수 없는 경우가 발생할 수 있다.

일본특허공보 제5286609호 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0122729호

이에 본 발명은 상술한 위치 지시기의 개구부를 막는 탄성부가 가지는 문제를 해결하기 위해 창안된 발명으로써, 본 발명의 주요 목적은 전자회로가 실장되는 기판을 내부에 수용하는 전자펜 케이스의 몸체를 완전 차폐시켜 방수 기능을 구현할 수 있는 위치 지시기용 전자펜을 제공함에 있으며,

더 나아가 본 발명의 또 다른 목적은 사용 환경, 사용기간, 조립 공정 등에서 변형될 여지가 없는 방수구조를 채택한 위치 지시기용 전자펜을 제공함에 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 방수 기능을 가지되, 필압 검출을 위한 센서의 구비 없이도 필압을 검출할 수 있는 방수 기능을 갖는 위치 지시기용 전자펜을 제공함에 있으며,

더 나아가 완전 방수 기능을 가지되 펜심의 교체가 용이하도록 설계된 방수 기능을 가지는 위치 지시기용 전자펜을 제공함에 있다.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 방수 기능을 갖는 위치 지시기용 전자펜은,

위치 검출 장치와의 신호 송수신을 위한 전자회로가 실장된 기판을 내부에 수용하기 위한 개구부가 길이 방향의 일단에 형성되며 타단은 폐쇄되어 있는 전자펜 케이스의 몸체와;

상기 전자펜 케이스 몸체 내부에 수용되며 상기 전자회로를 구성하는 커패시터와 전기적으로 연결되는 코일과;

상기 전자펜 케이스의 몸체 일단에 결합 혹은 접합되되, 펜심 노출홀이 일단에 형성되어 있으며 타단이 개구되어 있는 펜심 보호 캡과;

상기 펜심 보호 캡 내부에 수용되어 일측이 상기 펜심 노출홀을 통해 노출되고 타측은 필압에 의해 이동하여 상기 전자펜 케이스의 몸체에 형성된 폐쇄 면과 접촉하는 전부 혹은 일부가 자성체 재질인 펜심과;

상기 전자펜 케이스 몸체의 상기 개구부를 밀봉하기 위한 몸체 캡부;를 포함함을 특징으로 한다.

경우에 따라 상기 펜심은 'T'자 형상의 펜심으로서, 적어도 상기 폐쇄 면과 접촉하는 수평면은 탄성력을 가지는 소재로 코팅되어 있음을 특징으로 하며,

변형 가능한 실시예로서, 상기 펜심은,

상기 펜심 노출홀을 통해 노출되는 합성수지 재질의 하부 펜심과;

노출되지 않는 상기 하부 펜심의 일측과 일체화되어 상기 폐쇄 면과 접촉하는 페라이트 재질의 상부 펜심;으로 구성되되, 상기 상부 펜심은 탄성력을 가지는 소재로 코팅됨을 또 다른 특징으로 한다.

더 나아가 또 다른 실시예로서, 상기 펜심은,

노출되지 않는 상기 하부 펜심의 일측과 일체화되어 상기 폐쇄 면과 접촉하는 페라이트 재질의 상부 펜심;으로 구성되되, 상기 상부 펜심에는 탄성력을 가지는 반발성 부재가 부착되어 있음을 특징으로 하며,

이러한 경우 상기 하부 펜심과 상부 펜심은 'T'자 형상을 가짐을 또 다른 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 위치 지시기용 전자펜은,

펜심이 필압에 의해 이동하여 전자펜 케이스의 몸체에 형성된 폐쇄 면에 접촉하는 위치에 부착되되, 탄성력을 가지고 수축 및 복원되는 반발성 부재;를 더 포함할 수 있으며, 이러한 경우 역시 상기 펜심은 'T'자 형상을 가짐을 특징으로 한다.

상술한 기술적 과제 해결 수단에 따르면, 본 발명의 실시예에 따른 위치 지시기용 전자펜은 비록 기판 및 코일이 수용되는 케이스 몸체의 내부 공간을 펜심이 위치하는 펜심 보호 캡과 분리해 완전 밀봉시키더라도 펜심에 가해지는 필압을 정상 검출할 수 있고, 전자펜 케이스 몸체를 완전 방수체로 구현할 수 있는 효과가 있다.

더 나아가 본 발명은 펜심이 노출되는 부위를 막기 위한 탄성부를 채택할 필요가 없기 때문에, 사용 환경, 사용기간, 조립 공정 등에서 변형될 여지가 없는 완전 방수체 구조의 전자펜을 제공할 수 있는 실익이 있으며,

완전 방수 기능을 가지되 펜심 보호 캡을 전자펜 케이스의 몸체로부터 분리할 수 있어 펜심의 교체가 용이한 장점이 있다.

도 1은 위치 검출 장치인 타블렛과 위치 지시기용 전자펜의 동작 원리를 설명하기 위한 도면.
도 2는 위치 지시기용 전자펜의 공진 회로의 공진 주파수를 변화시키는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 3은 위치 지시기용 전자펜의 공진 회로에 포함된 인덕턴스 또는 커패시턴스가 변화하여 전자펜에서 방출하는 작용 전자기력의 공진 주파수가 변화하는 것을 보여주기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 방수 기능을 갖는 위치 지시기용 전자펜의 사시도.
도 5는 도 4에 도시한 위치 지시기용 전자펜의 길이 방향 절단 분해 예시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 방수 기능을 갖는 위치 지시기용 전자펜의 케이스 몸체(110)와 펜심 보호 캡(120)의 또 다른 형상 예시도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 방수 기능을 갖는 위치 지시기용 전자펜을 구성하는 펜심(140)의 형상 예시도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 방수 기능을 갖는 위치 지시기용 전자펜을 구성하는 펜심의 또 다른 형상 및 그에 따른 펜심 홀더(170)의 형상 예시도.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.

또한 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

아울러 본 발명의 실시예를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 혹은 구성과 같은 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 하기에서는 설명의 편의상 전자기 유도 방식을 이용하는 전자펜을 가정하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나 정전 방식 등의 다른 방식을 이용하는 전자펜에도 동일하게 적용 가능하다.

우선 도 1은 위치 검출 장치인 타블렛과 위치 지시기용 전자펜(100)의 동작 원리를 설명하기 위한 도면을 도시한 것이다.

도 1의 (a)에는 타블렛의 단지 일부로서 코일 구동 드라이버(20)와 루프 코일(30)이 도시되어 있으며, 전자펜(100)의 예시로서 커패시터와 인덕터로 구성된 공진 회로를 내장한 필기구를 도시하고 있다.

코일 구동 드라이버(20)는 타블렛 제어부의 제어에 의해 소정의 주파수(즉, 전자펜의 공진 회로의 공진 주파수)를 갖는 스위칭 패턴을 제공받으면, 제공된 스위칭 패턴의 주파수에 따른 교류 전압을 루프 코일(30)로 출력한다. 루프 코일(30)은 소정의 인덕턴스를 가지며 입력된 교류 전압에 의해 유도 전자기력(외부 전자기력①)을 방출한다.

한편, 전자펜(100)의 공진 회로에서는 외부 전자기력에 의해 공진하여 유도 전류를 생성하고, 생성된 유도 전류는 인덕터와 콘덴서에 저장된다. 그리고 외부 전자기력의 방출이 중단되면, 자체 저장된 에너지(유도전류)에 의해 공진 회로가 공진하여 유도 전자기력(작용 전자기력②)을 방출하게 된다.

전자펜(100)에서 전자기력(작용 전자기력)을 방출하게 되면, 타블렛의 펜 감지영역(A)에서는 전자펜의 작용 전자기력을 감지하게 되고, 감지된 작용 전자기력이 가장 큰 지점(전자펜 감지 위치)의 좌표를 측정하고, 측정된 좌표에 사용자가 전자펜(100)을 이용하여 조작을 입력하고자 하는 것으로 간주한다.

도 1의 (b)는 루프 코일에서 방출하는 외부 전자기력의 파형을 보여주는 도면이다. 코일 구동 드라이버(20)에서 스위칭 패턴에 따라 루프 코일(30)로 교류 전압을 출력하면, 루프 코일(30)에 존재하는 인덕턴스에 의해 점진적으로 상승하는 외부 전자기력을 방출하게 되는 상태를 보여준다. 그리고 외부 전자기력은 일정 시간이 경과하면 동일한 특정의 강도로 방출되게 되며, 소정 시점(예를 들면, B 시점)에서 제어부의 제어에 의해 스위칭 패턴이 중단되어 교류 전압이 중단되면, 외부 전자기력의 방출도 중단된다.

도 1의 (c)는 전자펜의 공진 회로에서 출력하는 작용 전자기력의 파형을 보여주는 도면이다. 공진회로는 외부 전자기력에 의해 생성된 유도 전류에 의한 에너지를 잠시 저장할 수 있으며, 외부 전자기력의 방출이 중단되면, 자체 저장된 에너지에 의해 공진하여 작용 전자기력을 방출하게 된다. 작용 전자기력은 저장된 에너지의 소모에 의해 방출량이 감소하게 된다.

이때, 작용 전자기력은 주파수 fo를 갖는다. 주파수 fo는 전자펜(100)의 공진 회로에 포함된 커패시턴스와 인덕턴스에 의해 결정되며 하기 수학식 1로 표현할 수 있다.

한편, 외부 전자기력의 주파수와 공진 회로의 공진 주파수는 서로 일치하거나 배수인 것이 가장 효율적인 공진을 유발하므로, 코일 구동 드라이버(20)에서 출력하는 교류 전압의 주파수(즉, 제어부에서 출력하는 스위칭 패턴의 주파수)도 fo인 것이 바람직하다.

도 2는 위치 지시기용 전자펜의 공진 회로의 공진 주파수를 변화시키는 방법을 설명하기 위한 도면을 도시한 것이다. 공진 회로는 적어도 하나의 인덕터(L)와 적어도 하나의 커패시터(C)를 루프로 구성하여 형성될 수 있다.

도 2의 (a)는 인덕턴스(L)를 갖는 하나의 인덕터와 커패시턴스(C)를 갖는 하나의 커패시터를 연결하여 구성된 공진 회로를 보여준다. 이러한 기본적인 공진 회로에서 방출하는 작용 전자기력의 공진 주파수(fo)는 하기 수학식 2로 표시할 수 있다. 또한, 작용 전자기력의 주기(To)는 하기 수학식 3으로 나타낼 수 있다.

도 2의 (b)는 (a)에 도시한 기본적인 공진 회로에 커패시턴스가 변경 가능한 필압 감지용 커패시터(ΔC)를 추가한 회로를 보여주고 있는데, 이러한 회로에서의 공진 주파수는 하기 수학식 4로 산출할 수 있다.

도 2의 (c)는 (a)의 공진 회로에 인덕턴스가 변경가능한 필압 감지용 인덕터(ΔL)를 추가한 회로를 보여주고 있는데, 이러한 회로에서의 공진 주파수는 하기 수학식 5와 같이 표시할 수 있다.

한편, 도 2의 (d)에서는 필압 감지용 커패시터와 필압 감지용 인덕터를 동시에 추가한 형태로서, 이 경우의 공진 주파수는 하기 수학식 6과 표시할 수 있다.

위 내용에 기초하여 볼 때, 사용자가 전자펜(100)을 타블렛에 대하여 누르는 압력에 따라 인덕턴스 및/또는 커패시턴스가 변화하도록 구성하고, 타블렛에서 인덕턴스 및/또는 커패시턴스의 변화량을 측정할 수 있다면, 사용자가 전자펜(100)을 타블렛에 대하여 누르는 필압을 측정할 수 있게 된다.

도 3은 위치 지시기용 전자펜(100)의 공진 회로에 포함된 인덕턴스 또는 커패시턴스가 변화하여 전자펜에서 방출하는 작용 전자기력의 공진 주파수가 변화하는 것을 보여주기 위한 도면을 도시한 것이다.

전자펜(100)에 필압이 작용하지 않는 경우에는 기본 공진 주파수(fo)를 갖는 작용 전자기력이 출력되지만, 필압이 작용하여 공진 회로의 인덕턴스 및/또는 커패시턴스가 변경됨으로써 공진 주파수가 변화하고 있는 것을 알 수 있다.

타블렛에서는 이렇게 출력되는 작용 전자기력의 주기(T)를 감지하고, 감지된 주기(T)와 기본 주기(To)를 비교함으로써, 인덕턴스 및/또는 커패시턴스의 변화량을 산출하여 필압을 측정하게 된다.

정리해 보면 사용자가 전자펜(100)을 타블렛에 대하여 누르는 압력에 따라 인덕턴스 및/또는 커패시턴스가 변화하도록 전자펜을 설계하면 사용자가 전자펜(100)을 타블렛에 대하여 누르는 필압을 측정할 수 있다.

따라서 본 발명의 실시예에 따른 전자펜은 필압을 인덕턴스의 변화에 의해 감지할 수 있도록 구성하되, 방수 기능을 가지도록 설계하였다. 이를 첨부 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면,

우선 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 방수 기능을 갖는 위치 지시기용 전자펜(100)의 사시도를 도시한 것이며, 도 5는 도 4에 도시한 위치 지시기용 전자펜(100)의 길이 방향(A-A) 절단 분해도를 예시한 것이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 방수 기능을 갖는 위치 지시기용 전자펜(100)은 도 4에 도시한 바와 같이 크게,

타블렛과 같은 위치 검출 장치와의 신호 송수신을 위한 전자회로가 실장된 기판을 내부에 수용하기 위한 개구부(119)가 길이 방향의 일단에 형성되며 타단은 폐쇄되어 있는 전자펜 케이스의 몸체(110)와,

상기 전자펜 케이스의 몸체(110) 일단에 결합 혹은 접합되되, 펜심 노출홀(121)이 일단에 형성되어 있으며 타단이 개구되어 있는 펜심 보호 캡(120)과,

상기 전자펜 케이스 몸체(110)의 개구부(119)를 밀봉하기 위한 몸체 캡부(130)로 구성된다.

상기 전자펜 케이스 몸체(110)의 개구부(119)와 몸체 캡부(130) 결합 부위에는 방수력을 높이기 위한 수단으로서 오링(117)이 삽입 결합될 수 있으며, 접합제 등에 의해 밀봉할 수도 있다.

한편, 전자펜 케이스의 몸체(110) 내부에는 도 5에 도시한 바와 같이 타블렛과 같은 위치 검출 장치와의 신호 송수신을 위한 전자회로, 예를 들면 신호 송수신부, 제어부, 공진 회로를 구성하는 커패시터가 실장된 기판(112)이 수용됨은 물론, 상기 전자회로를 구성하는 커패서터와 전기적으로 연결되는 코일(114)이 수용된다. 상기 코일(114)은 페라이트 코어 코일일 수 있으며, 에어 코어 코일일 수 있다.

전자펜 케이스의 몸체(110) 내부에 수용되는 코일(114)의 일측은 함께 수용되는 기판(112)의 일측과 접촉 가능하며, 코일(114)의 타측은 전자펜 케이스의 몸체(110) 타단에 형성된 폐쇄 면(116)과 접촉 가능하다. 즉, 전자펜 케이스의 몸체(110) 개구부(119)에 몸체 캡부(130)가 결합되면, 상기 몸체 캡부(130)에 형성된 돌출부에 의해 기판(112)이 전진함으로써, 기판(112)과 코일(114)은 전자펜 케이스의 몸체(110) 일단에 형성된 폐쇄 면(116)과 몸체 캡부(130) 사이에서 밀착 고정된다.

전자펜 케이스의 몸체(110) 일단에 형성되어 있는 폐쇄 면(116)에 접합(도 5에서는 전자펜 케이스의 몸체(110) 일단에 결합되는 펜심 보호 캡(120)을 도시하였다)되는 펜심 보호 캡(120) 내에는 전부 혹은 일부가 자성체 재질인 펜심(140)이 수용되며, 상기 펜심(140)은 펜 사용시의 필압에 의해 이동하여 상기 전자펜 케이스의 몸체(110)에 형성된 폐쇄 면(116)과 접촉한다.

상기 펜심(140)은 도 4에 도시한 바와 같이 하나의 예시로서 'T'자 형상의 펜심이며, 적어도 상기 폐쇄 면(116)과 접촉하는 수평면(이를 하기에서는 상부 펜심(144)이라고 정의함)은 탄성력을 가지는 소재로 코팅될 수 있다.

만약 자성체 재질의 상부 펜심(144)이 탄성력을 가지는 소재로 코팅되어 있지 않다면 상기 폐쇄 면(116)과 상부 펜심(144) 사이에 고무, 실리콘, 스프링과 같이 탄성력을 가지는 반발성 부재(150)를 위치시키는 것이 바람직하다. 반발성 부재(150) 없이 펜심(140)의 일측(144)이 상기 폐쇄 면(116)에 직접 접촉하는 경우 필압 정도에 따라 펜심(140)의 손상될 수 있기 때문에 어느 정도의 필압을 흡수하는 한편 펜심(140)을 밀어내는 힘을 발생시키기 위함이다. 아울러 상부 펜심(144)이 페라이트인 경우 합성 수지 계열의 하부 펜심(142)에 의한 필압에 파손될 우려가 있으므로, 상부 펜심(144)에 해당하는 페라이트를 수지재로 코팅하는 것도 바람직할 것이다.

한편, 상기 반발성 부재(150)는 실시 형태에 따라 펜심(140)이 필압에 의해 이동하여 상기 전자펜 케이스의 몸체(110)에 형성된 폐쇄 면(116)에 접촉하는 위치에 부착될 수 있으며, 도 7의 (c)에 도시한 바와 같이 상부 펜심(144)에 부착될 수도 있다. 반발성 부재(150)가 상기 폐쇄 면(116) 혹은 상부 펜심(144)에 부착되는 경우를 예시하였으나, 경우에 따라서는 물리적인 접착 없이 상부 펜심(144)과 폐쇄 면(116) 사이에 위치하여 상부 펜심(144)의 이동에 의해 폐쇄 면(116)과 상부 펜심(144)에 의해 압착되는 방식을 취하도록 할 수도 있다.

참고적으로 도 4에 도시한 바와 같이 'T'자 형상을 가지는 펜심(140)에서 수평면을 이루는 상부 펜심(144)을 지지하는 수직축 부재는 상대적으로 하부 펜심(142)이라 정의할 수 있다. 하부 펜심(142)의 일측은 펜촉으로서 펜심 보호 캡(120)의 일측에 형성되어 있는 펜심 노출홀(121)을 통해 외부로 노출된다. 상부 펜심(144)과 하부 펜심(142)은 동일한 자성체 재질(페라이트)로 제조될 수 있으며, 상부 펜심(144)은 자성체 재질로 하부 펜심(142)은 합성 수지 재질로 제조될 수도 있을 것이다. 본 발명의 실시예에서는 'T'자 형상을 가지는 펜심(140)을 예시하였으나, 펜심(140)이 펜심 노출홀(121)을 통해 이탈되지 않도록 형상화할 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 구성 및 구조를 가지는 위치 지시기용 전자펜(100)의 동작을 부연 설명하면,

전자펜 케이스 몸체(110)의 일단은 폐쇄되어 있으며 타단의 개구부(119)에는 오-링(117) 삽입후 몸체 캡부(130)가 결합되어 밀봉되거나, 상기 개구부(119)에 몸체 캡부(130)가 접합제에 의해 접합되어 밀봉되기 때문에 전자펜 케이스 몸체(110)는 완전 방수체가 되어 방수 기능을 구현할 수 있다.

한편, 사용자가 본 발명의 실시예에 따른 위치 지시기용 전자펜(100)을 사용할 경우 펜심(140)의 일측 끝단인 펜촉을 위치 검출 장치인 타블렛 면에 접촉하여 필압을 가하게 되면 필압에 의해 펜심(140)은 펜심 보호 캡(120) 내부에서 상방으로 이동한다.

이에 펜심(140)을 구성하는 상부 펜심(144)은 전자펜 케이스의 몸체(110)에 형성된 폐쇄 면(116)에 부착된 반발성 부재(150)와 접촉하게 되는데, 이때 자성체 재질인 펜심(140) 혹은 상부 펜심(144)의 상부 방향으로의 이동에 의해 코일(114)과 자성체인 펜심(140) 혹은 상부 펜심(144)의 거리가 변동함으로써, 코일(114)의 인덕턴스가 변화한다. 그 결과 공진 조건이 변화됨으로써 기판(112)에 실장된 전자회로를 구성하는 제어부가 필압을 정상적으로 검출할 수 있게 되는 것이다.

이에 본 발명의 실시예에 따른 전자펜(100)은 비록 기판(112) 및 코일(114)이 수용되는 케이스 몸체(110)의 내부 공간을 펜심(140)이 위치하는 펜심 보호 캡(120)과 분리해 완전 밀봉시키더라도 펜심(140)에 가해지는 필압을 정상 검출할 수 있고 완전 방수체를 구현할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 완전 방수 기능을 가지되 펜심 보호 캡(120)을 전자펜 케이스의 몸체(110)로부터 분리할 수 있기 때문에 펜심(140)의 교체가 용이한 장점도 있다.

이하 다양한 형태로 변형 가능한 펜심 보호 캡(120)과 펜심(140)에 대해 첨부 도면을 참조하여 부연 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 방수 기능을 갖는 위치 지시기용 전자펜(100)의 케이스 몸체(110)와 펜심 보호 캡(120)의 또 다른 형상을 예시한 것이다.

도 6을 도 5와 비교하면 펜심 보호 캡(120)을 제외한 모든 구성은 동일하다. 이에 중복 설명을 피하기 위해 도 6에 도시한 펜심 보호 캡(120)만을 부연 설명한다.

도 5에서는 펜심 보호 캡(120)이 전자펜 케이스의 몸체(110)에 본딩 접합되어 있는 구조인데 반해, 도 6에 도시한 펜심 보호 캡(120)은 전자펜 케이스의 몸체(110) 일측 끝단에 형성된 폐쇄 면(116)에서 펜심 방향으로 돌출되어 있는 캡 결합부(118)에 나사산 결합방식으로 결합되는 구조를 갖는다.

이러한 전자펜 케이스의 몸체(110) 역시 완전 방수체 구조를 가지므로, 방수 기능을 구현할 수 있으며, 필압 역시 정상 검출할 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 방수 기능을 갖는 위치 지시기용 전자펜을 구성하는 펜심(140)의 형상을 예시한 것이다.

앞서 설명하였지만 본 발명의 실시예에 따른 펜심(140)은 도 7의 (a), (b), (c)에 도시한 바와 같이 'T'자 형상을 가질 수 있으며, (d)에 도시한 바와 같이 상부 직경이 하부 직경 보다 큰 일자 형상의 펜심으로 구현될 수도 있다. 이는 예시에 불과하며 다양한 형태로 변형 가능하다.

재질 역시 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이 펜심 노출홀(121)을 통해 외부로 노출되는 하부 펜심(142)은 합성수지 재질로, 상기 하부 펜심(142)의 일측과 일체화되어 전자펜 케이스의 몸체(110)에 형성된 폐쇄 면(116)과 접촉하는 상부 펜심(144)은 페라이트 재질로 하되, 상기 상부 펜심(144)은 탄성력을 가지는 소재로 코팅(145)될 수 있다. 이러한 경우 반발성 부재(150)는 필요치 않을 것이다.

경우에 따라서는 도 7의 (b)와 같이 상부 펜심(144)과 하부 펜심(142)을 일체화되어 제작되되 페라이트 재질로 제작된 펜심(140)을 사용할 수 있다. 이러한 경우 반발성 부재(150)는 상기 폐쇄 면(116)에 부착되거나, 폐쇄 면(116)과 펜심(140) 사이에 위치할 수 있으며, 도 7의 (c)와 같이 상부 펜심(144)에 부착될 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 전자펜 케이스의 몸체(110) 일단에 결합 혹은 접합되되, 펜심 노출홀(121)이 일단에 형성되어 있으며 타단이 개구되어 있는 펜심 보호 캡(120)과, 상기 펜심 보호 캡(120) 내부에 수용되어 일측이 상기 펜심 노출홀(121)을 통해 노출되고 타측은 필압에 의해 이동하여 상기 전자펜 케이스의 몸체(110)에 형성된 폐쇄 면(116)과 접촉하는 전부 혹은 일부가 자성체 재질인 펜심(140)의 형상은 다양한 형태로 구현 가능하다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 방수 기능을 갖는 위치 지시기용 전자펜을 구성하는 펜심의 또 다른 형상 및 그에 따른 펜심 홀더(170)의 형상을 예시한 것이다.

도 8의 (a)를 참조하면, 펜심(140)과 반발성 부재(150) 사이에 펜심 홀더(170)를 구비해 펜심(140)의 안전성과 내구성을 높일 수 있다. 상기 펜심 홀더(170)는 도시한 바와 같이 상부에 반발성 부재(150)가 안착할 수 있는 상부홈(172)이 형성되어 있고, 그 상부홈(172)의 하부에는 페라이트 부재인 상부 펜심(144)이 삽입 가능한 하부홈(174)이 형성되어 있다. 도시된 펜심 홀더(170)는 'H'자 형상이다. 상부 펜심(144)과 하부 펜심(142)의 재질 및 형상은 앞서 설명한 바와 같이 다양하게 변경 가능하므로 이하 생략하기로 한다. 다만, 도 8의 (a)에서 상부 펜심(144)을 구성하는 페라이트 부재는 일자형 하부 펜심(142)으로 전달되는 필압에 의한 손상을 막기 위해 수지재로 코팅되는 것이 바람직하다.

도 8의 (b)에는 반발성 부재(150)가 안착될 수 있는 상부홈(172)과 펜심(140)이 삽입 가능한 하부홈(174)이 상부와 하부에 각각 형성되어 있는 펜심 홀더(170)가 도시되어 있다. 상기 하부홈(174)에는 일자형 펜심(140)이 끼움방식 혹은 나사 체결 방식으로 삽입 가능하며, 상기 상부홈(172)에는 페라이트 부재(176)와 반발성 부재(150)가 순차 적층되어 안착될 수 있다.

도 8의 (c)에는 도 8의 (a)에서 설명한 'H'자 형상의 펜심 홀더(170)가 도시되어 있는데, 펜심(140)을 일자형 펜심(140)으로 구성하는 대신, 상부홈(172)에 도 8의 (b)에서와 같이 페라이트 부재(176)와 반발성 부재(150)를 순차 적층한 구조를 도시한 것이다. 도 8의 (b)와 (c)에서 적층 구조를 가지는 반발성 부재(150)와 페라이트 부재(176)는 경우에 따라서 일체화될 수 있다.

도 8의 (d)에는 하부에 일자형 펜심(140)이 삽입 결합(끼움방식 혹은 나사결합 방식)될 수 있는 하부홈(174)이 형성되어 있으며 내부에 페라이트 부재(176)를 수납할 수 있는 구조의 펜심 홀더(170)가 도시되어 있다. 도 8의 (d)에 도시된 펜심 홀더(170)는 'H'자 형상의 상부 펜심 홀더(170a)와 하부 펜심 홀더(170b)로 구분 가능하며, 'H'자 형상의 상부 펜심 홀더(170a)의 상부홈(177)에는 반발성 부재(150)가 안착되고, 상기 상부 펜심 홀더(170a)와 하부 펜심 홀더(170b)의 결합에 의해 내부에 형성되는 공간부에는 페라이트 부재(176)가 위치한다.

도 8의 (e)에는 도 8의 (d)에 도시된 반발성 부재(150)를 사용하지 않고도 상부면 혹은 외면이 반발력을 가지도록 탄성체 재질로 코팅된 상부 펜심 홀더(170a)가 하부 펜심 홀더(170b)와 결합되어 있는 펜심 홀더(170)가 도시되어 있다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 방수 기능을 갖는 위치 지시기용 전자펜은 다양한 구조, 재질, 형상의 펜심(140)을 포함할 수 있다.

이상은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims

위치 검출 장치와의 신호 송수신을 위한 전자회로가 실장된 기판을 내부에 수용하기 위한 개구부가 길이 방향의 일단에 형성되며 타단은 폐쇄되어 있는 전자펜 케이스의 몸체와;
상기 전자펜 케이스 몸체 내부에 수용되며 상기 전자회로를 구성하는 커패시터와 전기적으로 연결되는 코일과;
상기 전자펜 케이스 몸체의 상기 개구부를 밀봉하기 위한 몸체 캡부와;
상기 전자펜 케이스의 몸체 일단에 결합 혹은 접합되되, 펜심 노출홀이 일단에 형성되어 있으며 타단이 개구되어 있는 펜심 보호 캡과;
상기 펜심 보호 캡 내부에 수용되어 일측이 상기 펜심 노출홀을 통해 노출되고 타측은 필압에 의해 이동하여 상기 전자펜 케이스의 몸체에 형성된 폐쇄 면과 접촉하는 전부 혹은 일부가 자성체 재질인 펜심;을 포함함을 특징으로 하는 방수 기능을 갖는 위치 지시기용 전자펜.
청구항 1에 있어서, 상기 펜심은 'T'자 형상의 펜심으로서, 적어도 상기 폐쇄 면과 접촉하는 수평면은 탄성력을 가지는 소재로 코팅되어 있음을 특징으로 하는 방수 기능을 갖는 위치 지시기용 전자펜.
청구항 1에 있어서, 상기 펜심은,
상기 펜심 노출홀을 통해 노출되는 합성수지 재질의 하부 펜심과;
노출되지 않는 상기 하부 펜심의 일측과 일체화되어 상기 폐쇄 면과 접촉하는 페라이트 재질의 상부 펜심;으로 구성되되, 상기 상부 펜심은 탄성력을 가지는 소재로 코팅됨을 특징으로 하는 방수 기능을 갖는 위치 지시기용 전자펜.
청구항 1에 있어서, 상기 펜심은,
상기 펜심 노출홀을 통해 노출되는 합성수지 재질의 하부 펜심과;
노출되지 않는 상기 하부 펜심의 일측과 일체화되어 상기 폐쇄 면과 접촉하는 페라이트 재질의 상부 펜심;으로 구성되되, 상기 상부 펜심에는 탄성력을 가지는 반발성 부재가 부착되어 있음을 특징으로 하는 방수 기능을 갖는 위치 지시기용 전자펜.
청구항 4에 있어서, 상기 하부 펜심과 상부 펜심은 'T'자 형상을 가짐을 특징으로 하는 방수 기능을 갖는 위치 지시기용 전자펜.
청구항 1에 있어서, 상기 펜심이 필압에 의해 이동하여 상기 전자펜 케이스의 몸체에 형성된 폐쇄 면에 접촉하는 위치에 부착되되, 탄성력을 가지고 수축 및 복원되는 반발성 부재;를 더 포함함을 특징으로 하는 방수 기능을 갖는 위치 지시기용 전자펜.
청구항 1에 있어서, 상기 전자펜 케이스의 몸체에 형성된 상기 폐쇄 면과 상기 펜심의 일측 사이에 위치하는 반발성 부재;를 더 포함함을 특징으로 하는 방수 기능을 갖는 위치 지시기용 전자펜.
청구항 6 또는 청구항 7에 있어서, 상기 펜심은 'T'자 형상을 가짐을 특징으로 하는 방수 기능을 갖는 위치 지시기용 전자펜.
청구항 1에 있어서, 상기 펜심 보호 캡은 상기 전자펜 케이스의 몸체 일측 끝단에 형성된 상기 폐쇄 면에서 펜심 방향으로 돌출되어 있는 캡 결합부에 나사산 결합방식으로 결합되는 구조를 가짐 특징으로 하는 방수 기능을 갖는 위치 지시기용 전자펜.
청구항 1에 있어서, 상기 펜심 보호 캡은 상기 전자펜 케이스의 몸체에 본딩 접합됨을 특징으로 하는 방수 기능을 갖는 위치 지시기용 전자펜.
청구항 1에 있어서, 상기 폐쇄 면과 접촉하는 상기 펜심의 자성체 부분이 수지재로 코팅되어 있음을 특징으로 하는 방수 기능을 갖는 위치 지시기용 전자펜.
위치 검출 장치와의 신호 송수신을 위한 전자회로가 실장된 기판을 내부에 수용하기 위한 개구부가 길이 방향의 일단에 형성되며 타단은 폐쇄되어 있는 전자펜 케이스의 몸체와;
상기 전자펜 케이스 몸체 내부에 수용되며 상기 전자회로를 구성하는 커패시터와 전기적으로 연결되는 코일과;
상기 전자펜 케이스 몸체의 상기 개구부를 밀봉하기 위한 몸체 캡부와;
상기 전자펜 케이스의 몸체 일단에 결합 혹은 접합되되, 펜심 노출홀이 일단에 형성되어 있으며 타단이 개구되어 있는 펜심 보호 캡과;
상기 펜심 보호 캡 내부에 수용되어 일측이 상기 펜심 노출홀을 통해 노출되는 펜심과;
상기 펜심 보호 캡 내부에 수용되어 상기 펜심의 타측과 결합 혹은 접촉되어 펜심에 가해지는 필압에 의해 상기 전자펜 케이스의 몸체에 형성된 폐쇄 면으로 이동하는 펜심 홀더와;
상기 펜심 홀더 상부 혹은 하부에 형성된 홈 혹은 상기 펜심 홀더 내부에 형성된 공간 내에 위치하여 상기 펜심에 가해지는 필압에 의해 상하 이동하는 페라이트 부재;를 포함함을 특징으로 하는 방수 기능을 갖는 위치 지시기용 전자펜.
청구항 12에 있어서, 상기 전자펜 케이스의 몸체에 형성된 폐쇄 면과 상기 펜심 홀더 사이에 위치하는 반발성 부재;를 더 포함함을 특징으로 하는 방수 기능을 갖는 위치 지시기용 전자펜.
청구항 12 또는 청구항 13에 있어서, 상기 펜심 홀더는 'H'자 형상을 가지되, 상기 'H'자를 구성하는 상부홈에 상기 페라이트 부재가 위치함을 특징으로 하는 방수 기능을 갖는 위치 지시기용 전자펜.
청구항 12 또는 청구항 13에 있어서, 상기 펜심은 상기 펜심 홀더 하부에 형성된 하부홈에 끼움방식 혹은 나사결합방식으로 결합됨을 특징으로 하는 방수 기능을 갖는 위치 지시기용 전자펜.
청구항 12에 있어서, 상기 페라이트 부재가 내부 공간 내에 위치하는 상기 펜심 홀더의 상부면 혹은 외면은 탄성체 재질로 코팅되어 있음을 특징으로 하는 방수 기능을 갖는 위치 지시기용 전자펜.
청구항 12에 있어서, 상기 페라이트 부재가 내부 공간 내에 위치하는 상기 펜심 홀더의 상부면에는 상부홈이 형성되어 있으며, 그 상부홈에 위치하는 반발성 부재;를 더 포함함을 특징으로 하는 방수 기능을 갖는 위치 지시기용 전자펜.
청구항 12 또는 청구항 13에 있어서, 상기 펜심은
상기 펜심 노출홀을 통해 노출되는 합성수지 재질의 하부 펜심을 포함하며, 상기 페라이트 부재가 상기 하부 펜심의 일측과 일체화되어 상부 펜심을 구성하되, 상기 상부 펜심은 상기 펜심 홀더 하부면에 형성된 하부홈 결합 혹은 접촉하도록 배치됨을 특징으로 하는 방수 기능을 갖는 위치 지시기용 전자펜.
청구항 18에 있어서, 상기 상부 펜심을 구성하는 페라이트 부재는 수지재로 코팅되어 있음을 특징으로 하는 방수 기능을 갖는 위치 지시기용 전자펜.