KR102665950B1 - tilt-improved pen-tip apparatus for an optical digital pen of multiple optical paths by interfacial reflection - Google Patents

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KR102665950B1
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Abstract

본 발명은 일반적으로 광학식 전자펜에서 틸트 특성을 개선하기 위한 펜팁 구조에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 광학식 전자펜에서 펜팁 단부 구조물의 계면 반사에 의해 적외선이 진행하는 광경로 구조를 다변화함으로써 광학식 전자펜의 작동 가능한 틸트 유효각 범위가 향상되도록 구성한 계면 반사에 의한 틸트 개선형 다중 광경로 광학식 전자펜 펜팁에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 광학식 전자펜의 틸트 유효각 범위를 개선함으로써 사용자가 광학식 전자펜을 상당히 눕혀서 사용하더라도 필기가 정상 인식되므로 사용 만족도가 개선되는 장점이 있다. 또한, 본 발명에 따르면 IR 패스 물질의 펜팁 단부에 의해 적은 소비전력으로도 균일한 광원을 확보하는 것이 가능하여 광학식 전자펜의 배터리 사용시간을 증가시키고 광학식 전자펜을 경량화할 수 있는 장점이 있다. The present invention generally relates to a pen tip structure for improving tilt characteristics in an optical electronic pen. In particular, the present invention is a tilt-improved multi-optical sight by interface reflection configured to improve the operable tilt effective angle range of the optical electronic pen by diversifying the optical path structure through which infrared rays travel due to interface reflection of the pen tip end structure in the optical electronic pen. This is about the pen tip of an optical electronic pen. According to the present invention, by improving the effective tilt angle range of the optical electronic pen, the user's writing is recognized normally even when the optical electronic pen is used with the optical electronic pen quite laid down, which has the advantage of improving user satisfaction. In addition, according to the present invention, it is possible to secure a uniform light source with low power consumption by using the pen tip end of the IR pass material, which has the advantage of increasing the battery life of the optical electronic pen and making the optical electronic pen lighter.

Description

계면 반사에 의한 틸트 개선형 다중 광경로 광학식 전자펜 펜팁 {tilt-improved pen-tip apparatus for an optical digital pen of multiple optical paths by interfacial reflection}Tilt-improved pen-tip apparatus for an optical digital pen of multiple optical paths by interfacial reflection}

본 발명은 일반적으로 광학식 전자펜에서 틸트 특성을 개선하기 위한 펜팁 구조에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 광학식 전자펜에서 펜팁 단부 구조물의 계면 반사에 의해 적외선이 진행하는 광경로 구조를 다변화함으로써 광학식 전자펜의 작동 가능한 틸트 유효각 범위가 향상되도록 구성한 계면 반사에 의한 틸트 개선형 다중 광경로 광학식 전자펜 펜팁에 관한 것이다. The present invention generally relates to a pen tip structure for improving tilt characteristics in an optical electronic pen.
In particular, the present invention is a tilt-improved multi-optical sight by interface reflection configured to improve the operable tilt effective angle range of the optical electronic pen by diversifying the optical path structure through which infrared rays travel due to interface reflection of the pen tip end structure in the optical electronic pen. This is about the pen tip of an optical electronic pen.

일반적으로 전자펜(스마트펜, 터치펜)은 사용자의 필기 내용을 전자기기(예: 랩톱컴퓨터, 스마트폰, 전자칠판 등)에 디스플레이하고 전자파일로 저장하는 용도로 사용된다. 태블릿 PC나 랩톱컴퓨터 등에서 전자펜 기능이 적용되고 있고 각종 전자필기 프로그램(앱)도 발전하고 있어 전자기기용 전자펜에 대한 관심이 커지고 있다.
전자기기용 펜 솔루션으로서 광학식 전자펜(optical digital pen)이 개발되고 있다. 도트 패턴이 적용된 투명필름을 디스플레이 패널에 부착하는 등에 의해 필기 공간에 위치코드만 형성하면 되므로 디스플레이 사이즈가 증가해도 전자펜 성능 저하나 제조비용 상승이 거의 없고 폼팩터 변화(예: 폴딩, 롤링, 슬라이딩 등)에도 대응할 수 있다.
[도 1]과 [도 2]를 참조하여 광학식 전자펜의 동작 원리를 기술한다.
[도 1]은 광학식 전자펜(10)의 일반적인 구성도이다. 사용자가 펜바디(11)를 그립(grip)한 상태로 필기 패널(20)에 필기하면 펜팁 부재(12)가 필기 패널(20)의 표면에 맞닿은 상태로 이동 궤적을 이루게 된다. 이때, 필기 패널(20)은 다양한 재질로 이루어질 수 있는데, 일반적인 종이 재질로 이루어질 수도 있고 유리나 강화 플라스틱 재질의 액정(LCD) 또는 유기발광다이오드(OLED) 소자로 이루어질 수도 있다. 필기 패널(20)에는 위치코드(21)가 인쇄 또는 필름 형태로 형성되어 있다. 위치코드(21)는 특수한 인코딩 규칙에 따라 이루어진 도트 패턴으로 구현될 수 있다.
전자펜 제어부재(14)는 펜팁 부재(12)와 필기 패널(20)의 접촉을 압력센서(13)에 의해 식별할 수 있으며 이를 통해 필기 사실을 인지한다. 이 경우, 전자펜 제어부재(14)는 IR 발광부재(17)를 제어하여 하방으로 적외선(IR) 광을 조사시킨다. IR 발광부재(17)가 조사한 적외선은 개구부(hole; 19)를 통과하여 필기 패널(20)에서 반사되며, 그 반사광은 다시 개구부(19)를 통과하여 IR 수광부재(16)에서 수광된다. IR 필터부재(15)는 가시광선과 자외선은 차단하고 적외선만 통과시킨다. IR 수광부재(16)는 예컨대 적외선 카메라 모듈로 구현되는데 IR 반사광으로부터 펜팁 부재(12)의 이동궤적에 대응하는 위치코드(21) 정보를 획득한다.
전자펜 제어부재(14)는 IR 수광부재(16)가 획득한 위치코드(21)를 분석하여 펜팁 부재(12)가 움직인 일련의 좌표정보를 획득하고, 이 좌표정보를 무선통신부재(18)를 통해 스마트 장치(30)로 전송한다. 스마트 장치(30)는 광학식 전자펜(10)가 제공하는 일련의 좌표정보로부터 펜팁 부재(12)의 이동궤적을 산출한다.
[도 2]는 광학식 전자펜(10)을 위한 위치코드 패턴필름(40)의 일반적인 구성도이다. 위치코드 패턴필름(40)은 도트 패턴 형태의 위치코드(21)를 제공한다. 패턴층(41)은 위치코드(21)를 위한 도트 패턴이 적외선 흡수 잉크(예: 프탈로시아닌계 화합물, 나프탈로시아닌계 화합물, 아미늄계 화합물 등)로 인쇄되어 있는 층이다. 확산층(42)은 안티글레어 코팅 처리된 PET(PolyEthylene Terephthalate) 재질로 이루어져 전자기기로부터 발산되는 빛의 일부를 흡수하는 층이고, 보호층(43)은 PET 또는 폴리카보네이트로 이루어져 위치코드 패턴필름(40)을 보호하는 층이고, 차단층(44)은 전자기기로부터 발산되는 빛의 일부를 반사시키는 층이고, 점착층(45)은 위치코드 패턴필름(40)을 전자기기의 전면에 부착하는 층이다. 투광층(46)은 아크릴판, 폴리카보네이트판, 유리판 등으로 이루어져 필기 패널(20)을 보호하는 층이다.
[도 3]은 종래기술에서 패널 재질에 따른 광학식 전자펜(10)의 사용 상태를 대비하여 나타내는 예시도이다.
[도 3] (a)는 종이 재질의 패널(201)에 광학식 전자펜(10)을 사용하는 상태를 나타낸다. 거친 표면의 패널(201)은 조사광을 난반사시키므로 반사광의 일부가 IR 수광유닛(16)으로 들어가게 되어 위치코드가 판독된다. 따라서, 종이 재질의 패널(201)에서는 광학식 전자펜(10)은 상당히 기울이더라도 정상 동작하며 사용자는 광학식 전자펜(10)의 기울임 각도(틸트 각)에 신경쓰지 않고 사용할 수 있다.
[도 3] (b)는 매끈한 표면의 재질(예: 유리, 투명 플라스틱)의 패널(202)에 광학식 전자펜(10)을 사용하는 상태를 나타낸다. 매끈한 표면의 패널(202)은 조사광을 입사각에 대칭으로 균일하게 반사시키므로 광학식 전자펜(10)을 기울일수록(즉, 틸트 각을 증가시킬수록) IR 수광유닛(16)으로 들어가는 반사광이 점점 감소하게 되며, 임계 각도를 넘어가면 위치코드를 판독할 수 없게 된다. 따라서, 유리 또는 투명 플라스틱 재질의 패널(202)에서는 광학식 전자펜(10)을 일정 이상 기울이면 광학식 전자펜(10)이 작동하지 않는다. 그에 따라, 광학식 전자펜(10)은 태블릿 PC나 랩톱컴퓨터 등과 같은 전자기기에는 적합하지 않다는 인식이 있었다.In general, electronic pens (smart pens, touch pens) are used to display the user's handwriting on electronic devices (e.g. laptop computers, smartphones, electronic whiteboards, etc.) and save them as electronic files. As electronic pen functions are being applied to tablet PCs and laptop computers, and various electronic writing programs (apps) are also developing, interest in electronic pens for electronic devices is growing.
An optical digital pen is being developed as a pen solution for electronic devices. Since it is only necessary to form a location code in the writing space by attaching a transparent film with a dot pattern to the display panel, there is virtually no decrease in electronic pen performance or increase in manufacturing costs even when the display size increases, and there is no change in form factor (e.g. folding, rolling, sliding, etc.) ) can also be responded to.
The operating principle of the optical electronic pen will be described with reference to [FIG. 1] and [FIG. 2].
[Figure 1] is a general configuration diagram of the optical electronic pen 10. When a user writes on the writing panel 20 while gripping the pen body 11, the pen tip member 12 forms a movement trajectory in contact with the surface of the writing panel 20. At this time, the writing panel 20 may be made of various materials. It may be made of a common paper material, or it may be made of a liquid crystal display (LCD) or organic light emitting diode (OLED) device made of glass or reinforced plastic. The location code 21 is formed in a printed or film form on the writing panel 20. The location code 21 can be implemented as a dot pattern made according to special encoding rules.
The electronic pen control member 14 can identify the contact between the pen tip member 12 and the writing panel 20 using the pressure sensor 13 and recognize the fact of writing through this. In this case, the electronic pen control member 14 controls the IR light emitting member 17 to emit infrared (IR) light downward. Infrared rays emitted by the IR light emitting member 17 pass through the opening 19 and are reflected by the writing panel 20, and the reflected light again passes through the opening 19 and is received by the IR light receiving member 16. The IR filter member 15 blocks visible rays and ultraviolet rays and passes only infrared rays. The IR light receiving member 16 is implemented as an infrared camera module, for example, and acquires location code 21 information corresponding to the movement trace of the pen tip member 12 from IR reflected light.
The electronic pen control member 14 analyzes the location code 21 acquired by the IR light receiving member 16 to obtain a series of coordinate information on the movement of the pen tip member 12, and sends this coordinate information to the wireless communication member 18. ) and transmit it to the smart device 30. The smart device 30 calculates the movement trajectory of the pen tip member 12 from a series of coordinate information provided by the optical electronic pen 10.
[Figure 2] is a general configuration diagram of the position code pattern film 40 for the optical electronic pen 10. The location code pattern film 40 provides a location code 21 in the form of a dot pattern. The pattern layer 41 is a layer in which a dot pattern for the location code 21 is printed with an infrared absorbing ink (eg, a phthalocyanine-based compound, a naphthalocyanine-based compound, an amine-based compound, etc.). The diffusion layer 42 is made of PET (PolyEthylene Terephthalate) with anti-glare coating and absorbs part of the light emitted from electronic devices, and the protective layer 43 is made of PET or polycarbonate and is a location code pattern film (40). ), the blocking layer 44 is a layer that reflects part of the light emitted from the electronic device, and the adhesive layer 45 is a layer that attaches the location code pattern film 40 to the front of the electronic device. . The light-transmitting layer 46 is a layer that protects the writing panel 20 and is made of an acrylic plate, a polycarbonate plate, a glass plate, etc.
[FIG. 3] is an exemplary diagram showing the use state of the optical electronic pen 10 according to the panel material in the prior art.
[FIG. 3] (a) shows the state in which the optical electronic pen 10 is used on the panel 201 made of paper. The panel 201 with a rough surface reflects the irradiated light diffusely, so some of the reflected light enters the IR light receiving unit 16 and the location code is read. Therefore, in the panel 201 made of paper, the optical electronic pen 10 operates normally even if it is tilted considerably, and the user can use it without worrying about the tilt angle of the optical electronic pen 10.
[FIG. 3] (b) shows a state in which the optical electronic pen 10 is used on a panel 202 made of a smooth surface material (e.g., glass, transparent plastic). The panel 202 with a smooth surface reflects the irradiated light symmetrically and uniformly according to the angle of incidence, so as the optical electronic pen 10 is tilted (i.e., as the tilt angle increases), the reflected light entering the IR light receiving unit 16 gradually decreases. If the critical angle is exceeded, the location code cannot be read. Accordingly, in the panel 202 made of glass or transparent plastic, if the optical electronic pen 10 is tilted beyond a certain level, the optical electronic pen 10 does not operate. Accordingly, there was a perception that the optical electronic pen 10 was not suitable for electronic devices such as tablet PCs and laptop computers.

대한민국 등록특허 10-0408518호(2003.11.24) "컴퓨터용 전자펜 데이타 입력장치 및 좌표 측정 방법"Republic of Korea Patent No. 10-0408518 (2003.11.24) “Computer electronic pen data input device and coordinate measurement method” 대한민국 등록특허 10-0438846호(2004.06.24) "펜형 마우스 장치"Republic of Korea Patent No. 10-0438846 (2004.06.24) “Pen-type mouse device” 대한민국 등록특허 10-2184083호(2020.11.23) "전자펜"Republic of Korea Patent No. 10-2184083 (2020.11.23) “Electronic Pen” 대한민국 등록실용신안 20-0485305호(2017.12.13) "도트패턴이 형성된 패턴필름 필기용 전자펜"Republic of Korea Registered Utility Model No. 20-0485305 (2017.12.13) “Electronic pen for writing on pattern film with dot pattern”

본 발명의 목적은 일반적으로 광학식 전자펜에서 틸트 특성을 개선하기 위한 펜팁 구조를 제공하는 것이다.
특히, 본 발명의 목적은 광학식 전자펜에서 펜팁 단부 구조물의 계면 반사에 의해 적외선이 진행하는 광경로 구조를 다변화함으로써 광학식 전자펜의 작동 가능한 틸트 유효각 범위가 향상되도록 구성한 계면 반사에 의한 틸트 개선형 다중 광경로 광학식 전자펜 펜팁을 제공하는 것이다.
본 발명의 해결 과제는 이 사항에 제한되지 않으며 본 명세서의 기재로부터 다른 해결 과제가 이해될 수 있다. The purpose of the present invention is to provide a pen tip structure for improving tilt characteristics in a general optical electronic pen.
In particular, the object of the present invention is to diversify the optical path structure through which infrared rays travel by the interface reflection of the pen tip end structure in the optical electronic pen, thereby improving the operable tilt effective angle range of the optical electronic pen. It provides a multi-light path optical electronic pen pen tip.
The problem to be solved by the present invention is not limited to this matter, and other problems to be solved can be understood from the description in this specification.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 펜바디 부재(11)의 종단에 배치되어 광학식 전자펜을 위한 테이퍼링 형상의 펜팁을 형성하는 펜팁 부재(120); 펜팁 부재(120)의 상부에 배치되고 펜바디 부재(11)의 종단을 향하여 적외선 광을 조사하는 IR 발광부재(170); 및 펜팁 부재(120)의 상부에 배치되고 IR 반사광을 수광하여 위치코드(21)를 센싱하는 IR 수광부재(160);를 포함하여 구성되는 광학식 전자펜을 위한 계면 반사에 의한 틸트 개선형 다중 광경로 광학식 전자펜 펜팁을 제시한다.
본 발명에서 펜팁 부재(120)는 펜팁 부재의 외곽 몸통을 형성하고 굴절률 1.5 이상인 IR 패스 물질로 이루어진 펜팁 바디부(121)와 펜팁 부재의 중심 종축을 따라 빈 공간을 형성하는 펜팁 중공부(122)를 포함하여 구성되고, IR 수광부재(160)는 펜팁 중공부(122)의 연직 상부에 배치되고, IR 발광부재(170)는 펜팁 바디부(121)의 연직 상부에서 펜팁 바디부(121)와 펜팁 중공부(122)에 모두 걸쳐지도록 펜팁 바디부(121)의 원주를 따라 하나이상 배치되도록 구성된다.
본 발명에서 IR 발광부재(170)로부터 펜팁 바디부(121)의 내부로 조사된 적외선은 펜팁 바디부(121) 내부에서 계면 반사를 통해 테이퍼링 형상의 말단으로 집중되는 제 1 광경로를 형성한다. 또한, IR 발광부재(170)로부터 펜팁 중공부(122)의 내부로 조사된 적외선은 펜팁 중공부(122)의 빈 공간을 따라 진행하는 제 2 광경로를 형성한다.
본 발명에서 펜팁 바디부(121)는 PC(polycarbonate) 또는 PMMA(polymethyl methacrylate) 베이스 물질에 용융 실리카(fused silica)(SiO2, 이산화규소) 기질의 수지(resin)로 이루어진 IR 패스 물질로 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에서 IR 발광부재(170)는 펜팁 바디부(121)의 상면으로부터 0 mm 이상 1 mm 이하로 이격 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명에서 IR 발광부재(170)는 셋 또는 그 이상의 적외선 발광 LED가 펜팁 바디부(121)의 원주를 따라 균등 이격 배치되는 것이 바람직하다. In order to achieve the above object, the present invention includes a pen tip member 120 disposed at the end of the pen body member 11 to form a tapering pen tip for an optical electronic pen; an IR light-emitting member 170 disposed on the top of the pen tip member 120 and irradiating infrared light toward the end of the pen body member 11; and an IR light receiving member 160 disposed on the top of the pen tip member 120 and sensing the location code 21 by receiving IR reflected light. Tilt-improved multiple sights by interface reflection for an optical electronic pen comprising a. presents an optical electronic pen pen tip.
In the present invention, the pen tip member 120 includes a pen tip body portion 121 that forms the outer body of the pen tip member and is made of an IR pass material with a refractive index of 1.5 or more, and a pen tip hollow portion 122 that forms an empty space along the central longitudinal axis of the pen tip member. It is configured to include, the IR light receiving member 160 is disposed at the vertical upper part of the pen tip hollow portion 122, and the IR light emitting member 170 is disposed at the vertical upper part of the pen tip body portion 121 and the pen tip body portion 121. It is configured to be disposed along the circumference of the pen tip body portion 121 so as to cover the entire pen tip hollow portion 122.
In the present invention, infrared rays irradiated from the IR light emitting member 170 to the inside of the pen tip body 121 form a first optical path that is concentrated at the end of the tapering shape through interface reflection inside the pen tip body 121. Additionally, infrared rays irradiated from the IR light emitting member 170 into the pen tip hollow portion 122 form a second optical path that travels along the empty space of the pen tip hollow portion 122.
In the present invention, the pen tip body portion 121 is composed of an IR pass material made of a resin of a fused silica (SiO2, silicon dioxide) base material on a polycarbonate (PC) or polymethyl methacrylate (PMMA) base material. desirable.
In the present invention, the IR light emitting member 170 is preferably disposed at a distance of 0 mm or more and 1 mm or less from the upper surface of the pen tip body portion 121.
In the present invention, the IR light emitting member 170 preferably includes three or more infrared light emitting LEDs arranged at equal intervals along the circumference of the pen tip body portion 121.

본 발명에 따르면 광학식 전자펜의 틸트 유효각 범위를 개선함으로써 사용자가 광학식 전자펜을 상당히 눕혀서 사용하더라도 필기가 정상 인식되므로 사용 만족도가 개선되는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 IR 패스 물질의 펜팁 단부에 의해 적은 소비전력으로도 균일한 광원을 확보하는 것이 가능하여 광학식 전자펜의 배터리 사용시간을 증가시키고 광학식 전자펜을 경량화할 수 있는 장점이 있다. According to the present invention, by improving the effective tilt angle range of the optical electronic pen, the user's writing is recognized normally even when the optical electronic pen is used with the optical electronic pen quite laid down, which has the advantage of improving user satisfaction.
In addition, according to the present invention, it is possible to secure a uniform light source with low power consumption by using the pen tip end of the IR pass material, which has the advantage of increasing the battery life of the optical electronic pen and making the optical electronic pen lighter.

[도 1]은 광학식 전자펜의 일반적인 구성도.
[도 2]는 광학식 전자펜을 위한 위치코드 패턴필름의 일반적인 구성도.
[도 3]은 종래기술에서 패널 재질에 따른 광학식 전자펜의 사용 상태를 대비하여 나타내는 예시도.
[도 4]는 본 발명에 따른 다중 광경로 광학식 전자펜 펜팁의 구성도.
[도 5]는 본 발명에 따른 다중 광경로 광학식 전자펜 펜팁의 구성도.
[도 6]은 본 발명에서 IR 패스 특성의 예시도.
[도 7]은 본 발명에 따른 광학식 전자펜 펜팁이 형성하는 다중 광경로를 나타내는 도면.
[도 8]은 본 발명에 따른 다중 광경로 광학식 전자펜 펜팁의 특성 대비도.
[도 9]는 본 발명에서 펜팁 구조에 따른 광량 분포 특성 도면.
[도 10]은 본 발명에서 틸트 각도에 따른 광 경로별 특성 도면.
[도 11]은 본 발명에서 IR 발광부재의 수직 이격거리에 따른 광량 분포 특성 도면.
[도 12]는 본 발명에서 IR 발광부재의 수평 이격거리에 따른 광량 분포 특성 도면.
[도 13]은 본 발명에서 IR 발광부재의 광원 개수에 따른 광량 분포 특성 도면.
[도 14]는 본 발명에서 펜팁 바디부의 소재에 따른 특성 대비도.[Figure 1] is a general configuration diagram of an optical electronic pen.
[Figure 2] is a general configuration diagram of a position code pattern film for an optical electronic pen.
[Figure 3] is an example diagram showing the use status of an optical electronic pen according to panel material in the prior art.
[Figure 4] is a configuration diagram of a multi-optical path optical electronic pen pen tip according to the present invention.
[Figure 5] is a configuration diagram of a multi-optical path optical electronic pen pen tip according to the present invention.
[Figure 6] is an exemplary diagram of IR pass characteristics in the present invention.
[FIG. 7] is a diagram showing multiple optical paths formed by the optical electronic pen pen tip according to the present invention.
[Figure 8] is a contrast diagram of the characteristics of the pen tip of a multi-optical optical electronic pen according to the present invention.
[Figure 9] is a diagram of light quantity distribution characteristics according to the pen tip structure in the present invention.
[FIG. 10] is a diagram showing the characteristics of each optical path according to the tilt angle in the present invention.
[Figure 11] is a diagram showing the light quantity distribution characteristics according to the vertical separation distance of the IR light-emitting member in the present invention.
[Figure 12] is a diagram showing the light quantity distribution characteristics according to the horizontal separation distance of the IR light-emitting member in the present invention.
[Figure 13] is a diagram showing the light quantity distribution characteristics according to the number of light sources of the IR light-emitting member in the present invention.
[Figure 14] is a contrast diagram of characteristics according to the material of the pen tip body part in the present invention.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명을 설명함에 있어서 종래기술과 중복되는 부분에 대해서는 자세한 설명을 생략할 수 있다.
[도 4]와 [도 5]는 본 발명에 따른 계면 반사에 의한 틸트 개선형 다중 광경로 광학식 전자펜 펜팁의 구성도이다.
[도 4]와 [도 5]를 참조하면, 본 발명에 따른 다중 광경로 광학식 전자펜 펜팁은 펜바디 부재(11)의 종단에 배치되어 광학식 전자펜을 위한 테이퍼링 형상의 펜팁을 형성하는 펜팁 부재(120), 펜팁 부재(120)의 상부에 배치되고 펜바디 부재(11)의 종단을 향하여 적외선 광을 조사하는 IR 발광부재(170), 펜팁 부재(120)의 상부에 배치되고 IR 반사광을 수광하여 위치코드(21)를 센싱하는 IR 수광부재(160)를 포함하여 구성된다.
본 발명에서 펜팁 부재(120)는 펜팁 바디부(121)와 펜팁 중공부(122)로 구성된다. 펜팁 바디부(121)는 펜팁 부재(120)의 외곽 몸통을 형성하는 구성요소이고, 펜팁 중공부(122)는 펜팁 부재(120)의 중심 종축을 따라 빈 공간을 형성하는 구성요소이다.
본 발명에서 IR 수광부재(160)는 펜팁 중공부(122)의 연직 상부에 배치된다.
본 발명에서 IR 발광부재(170)는 펜팁 바디부(121)의 연직 상부에서 펜팁 바디부(121)와 펜팁 중공부(122)에 모두 걸쳐지도록 펜팁 바디부(121)의 원주를 따라 하나이상 배치된다.
본 발명에서 펜팁 바디부(121)는 광량 확보를 위해 IR 패스 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 펜팁 바디부(121)를 채우는 IR 패스 물질은 PC(polycarbonate) 또는 PMMA(polymethyl methacrylate) 베이스 물질에 용융 실리카(fused silica)(SiO2, 이산화규소) 기질의 수지(resin)로 이루어질 수 있다. [도 6]은 본 발명에서 IR 패스 특성의 예시도이다. IR 패스 물질은 IR 대역에서만 광 투과율이 높은 물질로서 가시광선과 자외선은 차단하고 적외선은 통과시킨다. 일반적으로 자외선(UV)의 파장 범위는 10~400 nm 대역이고 가시광선의 파장 범위는 400~700 nm 대역이며 적외선(IR)의 파장 범위는 750~1000 nm 대역으로 규정된다. [도 6]은 PMMA 베이스 및 용융 실리카 기질의 PMMA 수지가 나타내는 IR 패스 특성인데 자외선과 가시광선은 차단하면서 적외선에 대해서는 높은 광 투과율을 나타낸다.
본 발명에서 펜팁 바디부(121)는 계면 반사에 의한 다중 광경로를 형성할 수 있도록 펜팁 바디부(121)는 굴절률 1.5 이상의 물질로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 펜팁 부재(120)의 형상, 구조, 소재(재질) 및 IR 발광부재(170)의 위치에 의하여 IR 발광부재(170)로부터 조사된 적외선이 2개의 광 경로를 형성하며 이를 통해 틸트 성능을 개선한다.
[도 7]은 본 발명에 따른 광학식 전자펜 펜팁이 형성하는 다중 광경로를 나타내는 도면이다.
먼저, [도 7] (b), (d)를 참조하면, IR 발광부재(170)로부터 펜팁 바디부(121)의 내부로 조사된 적외선은 펜팁 부재(120) 구조물의 내부를 통과하는데 펜팁 바디부(121) 내부에서 계면 반사를 통해 테이퍼링 형상의 말단으로 집중되는 광 경로를 형성한다. 편의상 이를 '제 1 광경로'라고 부르고, 도면에서는 붉은 색으로 표시한다.
다음으로, [도 7] (b), (d)를 참조하면, IR 발광부재(170)로부터 펜팁 중공부(122)의 내부로 조사된 적외선은 펜팁 중공부(122)의 빈 공간(예 : AIR)을 따라 진행하는 광 경로를 형성한다. 편의상 이를 '제 2 광경로'라고 부르고, 도면에서는 파란 색으로 표시한다.
[도 7] (a), (c)는 단일 구조의 펜팁 부재(12)를 채택한 비교 구성이고, [도 7] (b), (d)는 중공 구조의 펜팁 부재(121, 122)를 채택한 본 발명 구성이다.
[도 7] (a), (b)는 광학식 전자펜을 똑바로 세워서 사용하는 경우를 나타낸 것이다. [도 7] (a)에서는 펜팁 단부에서 적외선이 균일하게 분포되므로 광량(intensity)이 약하지만 적외선이 필기 패널(20)의 표면에서 적절히 반사되어 IR 수광부재(16)로 진행하므로 광학식 전자펜은 정상 작동한다. [도 7] (b)에서는 제 1 광경로의 적외선(붉은 색)은 펜팁 바디부(121) 내부의 계면 반사를 통해 펜팁 바디부(121)의 테이퍼링 형상의 말단으로 집중되어 강한 광량을 형성하고, 제 2 광경로의 적외선(파란 색)은 펜팁 중공부(122)의 단부에서 균일하게 분포된다. 제 2 광경로의 적외선(파란 색)이 필기 패널(20)의 표면에서 적절히 반사되어 IR 수광부재(160)로 진행하므로 광학식 전자펜은 정상 작동한다.
[도 7] (c), (d)는 광학식 전자펜을 40도 정도 기울여서 사용하는 경우를 나타낸 것이다. [도 7] (c)에서는 적외선이 필기 패널(20)의 표면에서 반사되어 대부분 외부로 이탈하고 소량만 IR 수광부재(16)로 진행하므로 광학식 전자펜은 제대로 작동하지 않는다. [도 7] (d)에서는 제 1 광경로의 적외선(붉은 색)이 펜팁 바디부(121)의 말단으로부터 강한 광량으로 도출되며 필기 패널(20)의 표면에서 반사된 일부가 IR 수광부재(160)로 진행하므로 광학식 전자펜은 정상 작동한다.
이처럼 본 발명을 채택한 광학식 전자펜은 어느 정도 비스듬히 기울이더라도 정상 작동이 가능하다. 광학식 전자펜을 세워서 사용하는 경우에는 제 2 광경로(파란 색)의 역할이 중요하고, 광학식 전자펜을 기울여서 사용할수록 제 1 광경로(붉은 색)의 역할이 중요해진다. 이를 통해 광학식 전자펜이 동작하는 틸트 각도의 범위를 넓히는 것이다.
[도 8]은 본 발명에 따른 다중 광경로 광학식 전자펜 펜팁의 특성 대비도이다.
먼저, 단일 구조의 펜팁을 채택한 비교 구성에서는 동일 소재의 매질에 의해 적외선의 진행이 평탄하며 그에 따라 펜팁 단부에서는 동일 광량의 빛이 균일 분포된다. 광학식 전자펜을 세워서 사용할 때에는 IR 수광부재(16)로 반사광이 적당히 수집되지만, 기울여 사용할수록 IR 수광부재(16)에 들어오는 반사광이 적어지면서 전자펜 작동이 불량해지는 문제점이 있다.
반면, 중공형 구조의 펜팁을 채택한 본 발명에서는 굴절율이 상이한 매질(펜팁 굴절율 1.5, 공기 굴절율 1.0)의 계면에서 발생하는 빛 반사로 인해 적외선이 다중 광경로를 형성한다. 제 1 광경로의 적외선(붉은 색)이 계면 반사로 인해 펜팁 단부에 집약되는데, 광학식 전자펜을 기울여 사용할 때에 제 1 광경로의 적외선(붉은 색)이 필기 패널(20)에 반사되어 IR 수광부재(160)로 진행하므로 전자펜이 정상 작동한다.
[도 9]는 본 발명에서 펜팁 구조에 따른 광량 분포 특성 도면이다.
본 명세서에서 제시된 광량 분포 특성은 LightTools 시뮬레이션 소프트웨어로 얻은 결과이다. 광학식 전자펜을 세워서 사용(틸트 90도)하는 경우에는 양 구성 모두 IR 수광부재(16, 160)에서 얻어지는 광량이 충분하여 전자펜이 정상 동작한다. 반면, 광학식 전자펜을 40도 기울여서 사용(틸트 50도)하는 경우에는 다중 광경로를 형성하는 본 발명이 IR 수광부재(160)에 더 많은 적외선 반사광이 도달한다.
비교 구성의 광학식 전자펜을 틸트 50도로 사용한 결과를 살펴보면, 필기 패널(20)에서는 적외선 광량은 충분함에도 불구하고 IR 수광부재(16)에서는 적외선 광량이 거의 수집되지 않는다. 이는 필기 패널(20) 표면에서 반사된 적외선이 IR 수광부재(16) 쪽으로 진행하지 않고 다른 방향으로 갔다는 것을 의미한다.
본 발명의 광학식 전자펜을 틸트 50도로 사용한 결과를 살펴보면, IR 수광부재(160)에서 비교 구성에 비해 훨씬 증가한 수준의 적외선 광량이 수집된다. 이는 필기 패널(20) 표면에서 반사된 적외선의 상당량이 IR 수광부재(160) 쪽으로 진행하였다는 것을 의미한다. 따라서, 본 발명에 의하면 광학식 전자펜의 틸트 성능이 개선됨을 확인할 수 있다.
[도 10]은 본 발명에서 틸트 각도에 따른 광 경로별 특성 도면이다.
[도 10]을 참조하면, 광학식 전자펜을 세워서 사용(틸트 90도)하는 경우에는 제 1 광경로(RED) 대비 제 2 광경로(BLUE)가 IR 수광부재(160)에 많이 도달하므로 제 2 광경로(BLUE)의 역할이 더 크다는 사실이 확인된다.
반면, 광학식 전자펜을 기울여서 사용(틸트 50도)하는 경우에는 제 2 광경로(BLUE) 대비 제 1 광경로(RED)가 IR 수광부재(160)에 많이 도달하므로 제 1 광경로(RED)의 역할이 더 크다는 사실이 확인된다.
[도 11]은 본 발명에서 IR 발광부재의 수직 이격거리에 따른 광량 분포 특성 도면이고, [도 12]는 본 발명에서 IR 발광부재의 수평 이격거리에 따른 광량 분포 특성 도면이다.
[도 11]은 IR 발광부재(170)와 펜팁 부재(120) 간의 수직 이격거리에 따라 필기 패널(20)과 IR 수광부재(160)의 광량 분포가 어떻게 달라지는지 살피는 것이고, [도 12]는 IR 발광부재(170)와 펜팁 부재(120) 중심 간의 수평 이격거리에 따라 필기 패널(20)과 IR 수광부재(160)의 광량 분포가 어떻게 달라지는지 살피는 것이다.
[도 11]을 참조하면, 필기 패널(20)에서의 적외선 조사광의 광량 분포는 IR 발광부재(170)와 펜팁 부재(120) 간의 수직 이격거리에 그다지 영향받지 않는다. 반면, IR 수광부재(160)에서의 적외선 반사광의 광량 분포는 IR 발광부재(170)와 펜팁 부재(120) 간의 수직 이격거리에 영향을 받는다. 특히, 광학식 전자펜을 기울여서 사용(틸트 50도)하는 조건에서는 수직 이격거리가 증가함에 따라 IR 수광부재(160)에서의 적외선 반사광이 점점더 약해지는 경향을 나타낸다. [도 11]에서는 IR 발광부재(170)가 펜팁 바디부(121)의 상면 간의 수직 이격거리가 0 mm 이상 1 mm 이하인 경우에는 틸트 50도에서도 광학식 전자펜이 정상 동작하는 반면, 수직 이격거리가 1.5 mm에서는 틸트 50도에서 광학식 전자펜이 정상 동작하지 않는다.
[도 12]를 참조하면, 필기 패널(20)과 IR 수광부재(160)에서의 적외선 조사광의 광량 분포는 IR 발광부재(170)와 펜팁 부재(120) 간의 수평 이격거리에 그다지 영향받지 않는다.
[도 13]은 본 발명에서 IR 발광부재(170)의 광원 개수에 따른 광량 분포 특성 도면이다.
[도 13]을 참조하면, IR 발광부재(170)의 적외선 발광 LED가 1개 또는 2개인 경우에는 IR 수광부재(160)에서의 광량 분포가 불량하여 광학식 전자펜의 안정적인 동작이 보장되지 않는다. IR 발광부재(170)의 적외선 발광 LED가 3개 이상인 경우에는 IR 수광부재(160)에서의 광량 분포가 양호함이 확인된다. 따라서, IR 발광부재(170)는 셋 또는 그 이상의 적외선 발광 LED가 펜팁 바디부(121)의 원주를 따라 균등 이격 배치되어 구성되는 것이 바람직하다. 이때, 광학식 전자펜의 기울임 방향에 따라 작동 성능이 영향받지 않도록 하기 위해서는 적외선 발광 LED가 균등 이격 배치되는 것이 바람직하다.
[도 14]는 본 발명에서 펜팁 바디부(121)의 소재 방식에 따른 특성 대비도이다.
[도 14]는 펜팁 바디부(121)의 소재로 광 확산 물질(light diffuser)을 사용한 경우와 IR 패스 물질을 사용한 경우를 대비하여 나타낸 것이다. 광 확산제로는 다양한 광 확산 소재가 사용될 수 있고, IR 패스 물질로는 PC(polycarbonate) 또는 PMMA(polymethyl methacrylate) 베이스 물질에 용융 실리카(fused silica)(SiO2, 이산화규소) 기질의 수지(resin)가 사용될 수 있다. [도 14]를 참조하면, 펜팁 바디부(121)의 소재로서 IR 패스 물질을 사용하는 경우에 펜팁 바디부(121) 내부로 입사된 적외선(제 1 광경로)이 빛의 진행 과정에서 산란, 흡수, 반사 등의 현상으로 인한 광 손실이 상대적으로 낮기 때문에 광량이 양호하게 나타난다. 이를 통해 적은 IR 광량으로도 효과적으로 빛을 조사하게 되어 배터리 사용시간을 증가시키고 광학식 전자펜을 경량화할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 틸트 성능 개선도 얻을 수 있다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In describing the present invention, detailed description of parts that overlap with the prior art may be omitted.
[FIG. 4] and [FIG. 5] are diagrams showing the configuration of a pen tip of a tilt-improved multi-optical path optical electronic pen pen tip based on interface reflection according to the present invention.
Referring to [FIGS. 4] and [FIG. 5], the multi-optical path optical electronic pen pen tip according to the present invention is a pen tip member disposed at the end of the pen body member 11 to form a tapering pen tip for an optical electronic pen. (120), an IR light-emitting member 170 is disposed on the upper part of the pen tip member 120 and irradiates infrared light toward the end of the pen body member 11, and is disposed on the upper part of the pen tip member 120 and receives IR reflected light. It is configured to include an IR light receiving member 160 that senses the location code 21.
In the present invention, the pen tip member 120 is composed of a pen tip body portion 121 and a pen tip hollow portion 122. The pen tip body portion 121 is a component that forms the outer body of the pen tip member 120, and the pen tip hollow portion 122 is a component that forms an empty space along the central longitudinal axis of the pen tip member 120.
In the present invention, the IR light receiving member 160 is disposed at the vertical upper part of the pen tip hollow portion 122.
In the present invention, one or more IR light-emitting members 170 are arranged along the circumference of the pen tip body 121 so as to span both the pen tip body 121 and the pen tip hollow portion 122 from the vertical upper part of the pen tip body 121. do.
In the present invention, the pen tip body portion 121 is preferably made of an IR pass material to secure the amount of light. The IR pass material that fills the pen tip body 121 may be made of a resin based on fused silica (SiO2, silicon dioxide) on a polycarbonate (PC) or polymethyl methacrylate (PMMA) base material. [Figure 6] is an exemplary diagram of IR pass characteristics in the present invention. IR pass material is a material with high light transmittance only in the IR band, blocking visible and ultraviolet rays and passing infrared rays. Generally, the wavelength range of ultraviolet light (UV) is defined as 10~400 nm, the wavelength range of visible light is defined as 400~700 nm, and the wavelength range of infrared (IR) is defined as 750~1000 nm. [Figure 6] shows the IR pass characteristics shown by the PMMA resin of the PMMA base and fused silica substrate, which blocks ultraviolet and visible light while exhibiting high light transmittance for infrared rays.
In the present invention, the pen tip body 121 is preferably made of a material with a refractive index of 1.5 or higher so that the pen tip body 121 can form multiple optical paths by interface reflection.
In the present invention, infrared rays irradiated from the IR light-emitting member 170 form two optical paths depending on the shape, structure, and material of the pen tip member 120 and the position of the IR light-emitting member 170, thereby improving tilt performance. improve.
[FIG. 7] is a diagram showing multiple optical paths formed by the optical electronic pen pen tip according to the present invention.
First, referring to (b) and (d) of [FIG. 7], infrared rays irradiated from the IR light emitting member 170 to the inside of the pen tip body portion 121 pass through the inside of the pen tip member 120 structure. Inside the portion 121, an optical path is formed that is concentrated at the end of the tapering shape through interface reflection. For convenience, this is called the ‘first light path’ and is indicated in red in the drawing.
Next, referring to (b) and (d) of [FIG. 7], infrared rays irradiated from the IR light emitting member 170 into the interior of the pen tip hollow portion 122 (e.g., the empty space of the pen tip hollow portion 122). AIR) forms an optical path that travels along. For convenience, this is called the 'second light path' and is indicated in blue in the drawing.
[FIG. 7] (a) and (c) are comparative configurations employing the pen tip member 12 of a single structure, and [FIG. 7] (b) and (d) are comparative configurations employing the pen tip members 121 and 122 of a hollow structure. This is the configuration of the present invention.
[Figure 7] (a) and (b) show the case where the optical electronic pen is used upright. [Figure 7] (a), the intensity of the light is weak because the infrared rays are uniformly distributed at the end of the pen tip, but the infrared rays are appropriately reflected from the surface of the writing panel 20 and proceed to the IR light receiving member 16, so the optical electronic pen It works normally. [FIG. 7] (b), infrared rays (red) of the first optical path are concentrated at the end of the tapering shape of the pen tip body 121 through reflection at the interface inside the pen tip body 121, forming a strong amount of light. , infrared rays (blue) of the second optical path are uniformly distributed at the end of the pen tip hollow portion 122. Since the infrared rays (blue) of the second optical path are appropriately reflected from the surface of the writing panel 20 and proceed to the IR light receiving member 160, the optical electronic pen operates normally.
[FIG. 7] (c) and (d) show the case where the optical electronic pen is used at an angle of about 40 degrees. [Figure 7] (c), most of the infrared rays are reflected from the surface of the writing panel 20 and escape to the outside, and only a small amount travels to the IR light receiving member 16, so the optical electronic pen does not work properly. [FIG. 7] (d), infrared rays (red) of the first optical path are emitted as a strong amount of light from the end of the pen tip body 121, and a portion reflected from the surface of the writing panel 20 is reflected by the IR light receiving member 160. ), so the optical electronic pen operates normally.
In this way, the optical electronic pen adopting the present invention can operate normally even if it is tilted to some extent. When the optical electronic pen is used upright, the role of the second light path (blue) is important, and the more the optical electronic pen is tilted and used, the more important the role of the first light path (red) becomes. This expands the range of tilt angle at which the optical electronic pen operates.
[Figure 8] is a comparison diagram of the characteristics of the pen tip of a multi-light path optical electronic pen according to the present invention.
First, in the comparative configuration using a pen tip of a single structure, the progression of infrared rays is flat due to the medium of the same material, and accordingly, the same amount of light is distributed uniformly at the end of the pen tip. When the optical electronic pen is used upright, reflected light is appropriately collected by the IR light receiving member 16, but as it is tilted and used, the reflected light entering the IR light receiving member 16 decreases, resulting in poor operation of the electronic pen.
On the other hand, in the present invention, which adopts a pen tip with a hollow structure, infrared rays form multiple optical paths due to light reflection occurring at the interface of media with different refractive indices (pen tip refractive index 1.5, air refractive index 1.0). Infrared light (red color) of the first optical path is concentrated at the end of the pen tip due to interface reflection. When the optical electronic pen is tilted and used, the infrared light (red color) of the first optical path is reflected on the writing panel 20 and is reflected by the IR light receiving member. As you proceed to (160), the electronic pen operates normally.
[Figure 9] is a diagram of light quantity distribution characteristics according to the pen tip structure in the present invention.
The light intensity distribution characteristics presented herein are results obtained with LightTools simulation software. When the optical electronic pen is used standing up (tilt 90 degrees), the amount of light obtained from the IR light receiving members 16 and 160 is sufficient in both configurations, so the electronic pen operates normally. On the other hand, when the optical electronic pen is used at an angle of 40 degrees (tilt of 50 degrees), more infrared reflected light reaches the IR light receiving member 160 due to the present invention forming multiple optical paths.
Looking at the results of using an optical electronic pen of comparative configuration at a tilt of 50 degrees, although the amount of infrared light is sufficient in the writing panel 20, almost no amount of infrared light is collected in the IR light receiving member 16. This means that the infrared rays reflected from the surface of the writing panel 20 did not proceed toward the IR light receiving member 16 but went in a different direction.
Looking at the results of using the optical electronic pen of the present invention at a tilt of 50 degrees, a much increased amount of infrared light is collected in the IR light receiving member 160 compared to the comparative configuration. This means that a significant amount of infrared light reflected from the surface of the writing panel 20 progressed toward the IR light receiving member 160. Therefore, it can be confirmed that according to the present invention, the tilt performance of the optical electronic pen is improved.
[FIG. 10] is a diagram showing the characteristics of each optical path according to the tilt angle in the present invention.
Referring to [FIG. 10], when the optical electronic pen is used upright (tilt 90 degrees), the second light path (BLUE) reaches the IR light receiving member 160 more than the first light path (RED), so the second light path (BLUE) reaches the IR light receiving member 160 more than the first light path (RED). It is confirmed that the light path (BLUE) plays a larger role.
On the other hand, when using the optical electronic pen tilted (tilt 50 degrees), the first light path (RED) reaches the IR light receiving member 160 more than the second light path (BLUE), so the It is confirmed that the role is greater.
[FIG. 11] is a diagram of the light quantity distribution characteristics according to the vertical separation distance of the IR light-emitting member in the present invention, and [FIG. 12] is a diagram of the light quantity distribution characteristics according to the horizontal separation distance of the IR light-emitting member in the present invention.
[FIG. 11] examines how the light quantity distribution of the writing panel 20 and the IR light-receiving member 160 varies depending on the vertical separation distance between the IR light-emitting member 170 and the pen tip member 120, and [FIG. 12] shows It is examined how the light quantity distribution of the writing panel 20 and the IR light receiving member 160 varies depending on the horizontal separation distance between the centers of the IR light emitting member 170 and the pen tip member 120.
Referring to [FIG. 11], the light quantity distribution of infrared irradiated light on the writing panel 20 is not significantly affected by the vertical separation distance between the IR light emitting member 170 and the pen tip member 120. On the other hand, the distribution of the amount of infrared reflected light from the IR light receiving member 160 is affected by the vertical separation distance between the IR light emitting member 170 and the pen tip member 120. In particular, under the condition of using the optical electronic pen tilted (tilt 50 degrees), the infrared reflected light from the IR light receiving member 160 tends to become weaker as the vertical separation distance increases. In [FIG. 11], when the vertical separation distance between the IR light emitting member 170 and the upper surface of the pen tip body 121 is 0 mm or more and 1 mm or less, the optical electronic pen operates normally even at a tilt of 50 degrees, while the vertical separation distance is At 1.5 mm, the optical electronic pen does not operate properly at a tilt of 50 degrees.
Referring to [FIG. 12], the light quantity distribution of infrared irradiated light from the writing panel 20 and the IR light receiving member 160 is not significantly affected by the horizontal separation distance between the IR light emitting member 170 and the pen tip member 120.
[FIG. 13] is a diagram showing the light quantity distribution characteristics according to the number of light sources of the IR light emitting member 170 in the present invention.
Referring to [FIG. 13], when the IR light-emitting member 170 has one or two infrared-emitting LEDs, the light quantity distribution in the IR light-receiving member 160 is poor, so stable operation of the optical electronic pen is not guaranteed. When the IR light-emitting member 170 has three or more infrared-emitting LEDs, it is confirmed that the light quantity distribution in the IR light-receiving member 160 is good. Therefore, the IR light emitting member 170 is preferably composed of three or more infrared light emitting LEDs arranged at equal intervals along the circumference of the pen tip body portion 121. At this time, in order to ensure that the operating performance is not affected by the tilt direction of the optical electronic pen, it is preferable that the infrared emitting LEDs are equally spaced.
[Figure 14] is a comparison diagram of characteristics according to the material type of the pen tip body portion 121 in the present invention.
[FIG. 14] shows the case of using a light diffuser as the material of the pen tip body portion 121 and the case of using an IR pass material. A variety of light diffusion materials can be used as the light diffuser, and the IR pass material is a resin of a fused silica (SiO2, silicon dioxide) base material on a PC (polycarbonate) or PMMA (polymethyl methacrylate) base material. can be used Referring to [FIG. 14], when an IR pass material is used as a material for the pen tip body 121, the infrared rays (first optical path) incident on the inside of the pen tip body 121 are scattered in the process of light propagation, Because light loss due to phenomena such as absorption and reflection is relatively low, the amount of light appears good. Through this, light can be effectively irradiated with a small amount of IR light, increasing battery usage time and reducing the weight of the optical electronic pen. Additionally, tilt performance can be improved.

Claims (4)

광학식 전자펜에서 펜바디 부재(11)의 종단에 배치되고 상기 펜바디 부재(11)의 종단을 향해 테이퍼링 형상의 펜팁을 형성하는 펜팁 부재(120);
상기 펜팁 부재(120)의 상부에 배치되고 상기 펜바디 부재(11)의 종단을 향하여 적외선 광을 조사하는 IR 발광부재(170); 및
상기 펜팁 부재(120)의 상부에 배치되고 IR 반사광을 수광하여 위치코드(21)를 센싱하는 IR 수광부재(160);
를 포함하여 구성되고,
상기 펜팁 부재(120)는 펜팁 부재의 외곽 몸통을 형성하고 굴절률 1.5 이상인 IR 패스 물질로 이루어진 펜팁 바디부(121)와 펜팁 부재의 중심 종축을 따라 실린더형 빈 공간을 형성하는 펜팁 중공부(122)를 포함하여 구성되고,
상기 IR 수광부재(160)는 상기 펜팁 중공부(122)의 연직 상부에 배치되어 상기 펜팁 중공부(122)의 상기 실린더형 빈 공간을 통해 들어오는 적외선 반사광을 수광하도록 구성되고,
상기 IR 발광부재(170)는 상기 펜팁 바디부(121)의 연직 상부에서 상기 펜팁 바디부(121)와 상기 펜팁 중공부(122)에 모두 걸쳐지도록 상기 펜팁 바디부(121)의 원주를 따라 하나이상 배치되어, 상기 IR 발광부재(170)로부터 상기 펜팁 바디부(121)의 IR 패스 물질 내부로 입사된 적외선은 상기 펜팁 바디부(121)의 내부에서 계면 반사를 통해 상기 테이퍼링 형상의 말단으로 집중되어 상기 펜팁 바디부(121)의 말단으로부터 상대적으로 강한 광량의 적외선을 도출하는 제 1 광경로를 형성하고, 상기 IR 발광부재(170)로부터 상기 펜팁 중공부(122)의 상기 실린더형 빈 공간 내부로 조사된 적외선은 상기 펜팁 중공부(122)의 실린더형 빈 공간을 따라 진행하여 상기 펜팁 중공부(122)의 빈 공간 단부에서 적외선의 균일 분포를 형성하는 제 2 광경로를 형성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 계면 반사에 의한 틸트 개선형 다중 광경로 광학식 전자펜 펜팁.
In the optical electronic pen, a pen tip member 120 is disposed at the end of the pen body member 11 and forms a pen tip tapering toward the end of the pen body member 11;
an IR light-emitting member 170 disposed on the pen tip member 120 and irradiating infrared light toward the end of the pen body member 11; and
an IR light receiving member 160 disposed on the top of the pen tip member 120 and sensing the location code 21 by receiving IR reflected light;
It is composed including,
The pen tip member 120 includes a pen tip body portion 121 that forms the outer body of the pen tip member and is made of an IR pass material with a refractive index of 1.5 or more, and a pen tip hollow portion 122 that forms a cylindrical empty space along the central longitudinal axis of the pen tip member. It is composed including,
The IR light receiving member 160 is disposed at a vertical upper portion of the pen tip hollow portion 122 and is configured to receive infrared reflected light entering through the cylindrical empty space of the pen tip hollow portion 122,
The IR light emitting member 170 is located along the circumference of the pen tip body 121 so as to span both the pen tip body 121 and the pen tip hollow portion 122 at the vertical upper part of the pen tip body 121. In the above arrangement, infrared light incident from the IR light-emitting member 170 into the IR path material of the pen tip body 121 is concentrated at the end of the tapering shape through interface reflection inside the pen tip body 121. to form a first optical path that derives a relatively strong amount of infrared rays from the end of the pen tip body 121, and from the IR light emitting member 170 to the inside of the cylindrical empty space of the pen tip hollow portion 122. The irradiated infrared rays are configured to proceed along the cylindrical empty space of the pen tip hollow portion 122 to form a second optical path that forms a uniform distribution of infrared rays at the end of the empty space of the pen tip hollow portion 122. Features a tilt-improved multi-optical path optical electronic pen pen tip based on interface reflection.
 청구항 1에 있어서,
상기 펜팁 바디부(121)는 PC(polycarbonate) 또는 PMMA(polymethyl methacrylate) 베이스 물질에 용융 실리카(fused silica)(SiO2, 이산화규소) 기질의 수지(resin)로 이루어진 IR 패스 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 계면 반사에 의한 틸트 개선형 다중 광경로 광학식 전자펜 펜팁.
In claim 1,
The pen tip body portion 121 is characterized by being composed of an IR pass material made of a resin of a fused silica (SiO2, silicon dioxide) base material on a polycarbonate (PC) or polymethyl methacrylate (PMMA) base material. Tilt-improved multi-optical path optical electronic pen pen tip based on surface reflection.
 청구항 1에 있어서,
상기 IR 발광부재(170)는 상기 펜팁 바디부(121)의 상면으로부터 0 mm 이상 1 mm 이하로 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 계면 반사에 의한 틸트 개선형 다중 광경로 광학식 전자펜 펜팁.
In claim 1,
The IR light-emitting member 170 is a tilt-improved multi-optical path optical electronic pen pen tip due to interface reflection, characterized in that the IR light-emitting member 170 is spaced apart from the upper surface of the pen tip body 121 by 0 mm or more and 1 mm or less.
 청구항 3에 있어서,
상기 IR 발광부재(170)는 셋 또는 그 이상의 적외선 발광 LED가 상기 펜팁 바디부(121)의 원주를 따라 균등 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 계면 반사에 의한 틸트 개선형 다중 광경로 광학식 전자펜 펜팁. In claim 3,
The IR light-emitting member 170 is a tilt-improved multi-optical path optical electronic pen tip by interface reflection, characterized in that three or more infrared light-emitting LEDs are equally spaced along the circumference of the pen tip body portion 121.
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