具备光散射部件的光智能笔装置的制作方法

1.本发明涉及智能笔在玻璃材质的显示面板上以倾斜的状态进行动作的情况下也能够识别智能笔的动作轨迹的技术。
2.更具体地，本发明涉及在智能笔发出红外线时使其发出的光散射，从而特别地在玻璃材质的显示面板表面上也能够顺利地进行与笔头(pen tip)的动作轨迹联动的光接收的技术。


背景技术：

3.近年来，在平板电脑(tap)、笔记本电脑(note pc)等高端产品中必须具备电子笔功能，且notability、goodnotes等各种方便的笔记app的技术也得到大步发展，由此对it产品的笔解决方案需求急剧上升。
4.关于it用显示器，从以单纯的观看为中心的平板显示器，市场上正式推出了折叠屏、滑动屏等将便携性最大化的高端产品。
5.在当前的市场上致力推动商用化的电子笔相关技术中应用最多的是emr(electro magnetic resonance：电磁共振)方式的触控笔(stylus pen)和静电方式的有源笔(active pen)，而这些技术在10英寸以上的显示器的情况下在技术上难以确保性能。
6.另外，随着尺寸增加，制造成本以几何级数增加，特别地，还存在难以确保折叠、卷起、滑动等形状因素变化特性的根本性的问题。
7.在这样的背景下，努力尝试着作为显示器用笔解决方案而研发光方式的智能笔，该光方式的智能笔在显示器内仅形成简单的点(dot)形态的位置代码，因此即便尺寸增加，也几乎不会导致笔特性劣化或制造费用的上升，特别地具有折叠、卷起、滑动等形状因素变化所需的高端产品应对力优异的很大的优点。
8.另一方面，图1是示出一般的光方式的智能笔的例示图，图2是例示性地示出一般的光方式的智能笔和智能终端装置之间的无线通信的结构框图，图3是示出图1的智能笔在纸质的显示面板上进行动作的状态的例示图，图4是示出图1的智能笔在玻璃材质的显示面板上进行动作的状态的例示图。
9.参照图1至图4，使用者在握持智能笔10的笔主体11的状态下以笔头12抵接到显示面板200的表面的状态显示动作轨迹时，与此联动地，ir发光单元17与笔头12的移动对应地向显示面板200的外表面照射光。
10.接着，ir受光单元16从ir发光单元17接收照射到显示面板200的光的反射光。
11.此时，ir受光单元16在收集该反射光的过程中获得以可识别该显示面板200上的各个位置的方式预先形成的位置代码。
12.在此，笔控制部14的坐标计算部14a分析ir受光单元16所获得的位置代码而获得作为笔头12实际移动的轨迹的位置信息。
13.通过坐标计算部14a而获得的位置信息通过无线通信单元18并通过近距离无线通信(例如:蓝牙)传送给智能终端装置300的无线通信单元310。
14.并且，智能终端装置300的终端控制部320基于通过无线通信单元310而接收的位置信息而将笔头12实际移动的轨迹显示于面板部330。
15.这样，为了将笔头12实际移动的轨迹准确地显示到智能终端装置300的面板部330，ir受光单元16需要准确地获得显示面板200的位置代码210。
16.此时，为了使ir受光单元16准确地获得显示面板200的位置代码210，从ir发光单元17照射的光被显示面板200反射之后需要良好地传送到ir受光单元16。
17.在此，如图3所示，显示面板200由纸质构成的情况下，智能笔10如图3的右侧图这样倾斜的情况下，也会发生所谓漫反射，因此来自ir发光单元17的反射光良好地传送到ir受光单元16。
18.但是，如图4所示，显示面板200'由平滑的玻璃材质构成的情况下，智能笔10如图4的右侧图这样倾斜的情况下，从ir发光单元17照射的光被显示面板200'反射之后不能如图4的右侧图这样传送到ir受光单元16，其结果产生ir受光单元16不能识别与笔头12的移动轨迹对应的显示面板200的位置代码210的问题。
19.另一方面，在使用者握持笔主体11的状态下笔头12在显示面板200的表面滑动时，对与笔头12之间的接触进行反应而在显示面板200'显示其移动轨迹。
20.另一方面，在使用者握持笔主体11的状态下笔头12在纸质的显示面板200的表面滑动的情况下，对与笔头12之间的接触进行反应而从笔头12例如排出墨水。


技术实现要素：

21.发明要解决的课题
22.本发明的目的在于提供一种即便在智能笔在平滑的表面的显示面板上以倾斜的状态移动的情况下，也能够顺利地进行与笔头的动作轨迹联动的光接收的具备光散射部件的光智能笔装置。
23.用于解决课题的手段
24.为了达到上述目的，本发明的具备光散射部件的光智能笔装置包括：笔主体部件110，其形成为条形态，以供使用者可握持；笔头部件120，其连接到笔主体部件110的一端部，通过使用者的操作而在形成有位置代码210的显示面板200的上表面滑动；压力传感器部件130，其感测笔头部件120与显示面板200的上表面接触而发生的压力；ir发光部件140，其向显示面板200的表面发射光；ir光散射部件150，其形成于ir发光部件140与显示面板200之间且使从ir发光部件140传送的光对于显示面板200向多个方向进行散射；ir受光部件160，其接收在显示面板200的表面反射的反射光；智能笔控制部件170，其从压力传感器部件130接收压力信息且对ir发光部件140的动作进行开关(on-off)控制，并从ir受光部件160所接收的反射光提取笔头部件120在显示面板200上移动的位置坐标；及无线通信部件180，其从智能笔控制部件170接收位置坐标而通过近距离无线通信来传送到外部的智能终端装置300。
25.发明效果
26.本发明具有如下的优点：即便在智能笔在平滑的表面的显示面板上以倾斜的状态移动的情况下，也能够顺利地进行与笔头的动作轨迹联动的光接收。
27.另外，本发明还具有如下的优点：在ir发光部件与ir光散射部件之间具备光纤部
件，从而可将ir发光部件设置于笔主体部件，由此形成纤细的笔头部件。
28.另外，本发明还具有如下的优点：与笔头部件的后端部抵接的压力传感器部件的下表面凹陷地形成，由此在以任意的倾斜角进行笔绘图的情况下，也能够使压力灵敏度和压力水平类似。
附图说明
29.图1是示出一般的光方式的智能笔的例示图。
30.图2是例示性地示出一般的光方式的智能笔和智能终端装置之间的无线通信的结构框图。
31.图3是示出图1的智能笔在纸质的显示面板上进行动作的状态的例示图。
32.图4是示出图1的智能笔在玻璃材质的显示面板上进行动作的状态的例示图。
33.图5是概念性地示出本发明的具备光散射部件的光智能笔装置的图。
34.图6是概略性地示出本发明的第一实施例的具备光散射部件的光智能笔装置的例示图。
35.图7是概略性地示出本发明的第二实施例的具备光散射部件的光智能笔装置的例示图。
36.图8是概略性地示出本发明的第三实施例的具备光散射部件的光智能笔装置的例示图。
37.图9是概略性地示出本发明的第四实施例的具备光散射部件的光智能笔装置的例示图。
具体实施方式
38.下面，参照附图，对本发明进行详细说明。
39.图5是概念性地示出本发明的具备光散射部件的光智能笔装置的图，图6是概略性地示出本发明的第一实施例的具备光散射部件的光智能笔装置的例示图。
40.本发明的具备光散射部件的光智能笔装置包括笔主体部件110、笔头部件120、压力传感器部件130、ir发光部件140、ir光散射部件150、ir受光部件160、智能笔控制部件170、无线通信部件180而构成。
41.笔主体部件110形成为长条(bar)形态，以供使用者用手能够握持。
42.笔头部件120连接到笔主体部件110的一端部，且根据使用者的操作而在形成有位置代码210的显示面板200"的上表面滑动。此时，在显示面板200"的表面上对与笔头部件120之间的接触进行反应而显示与该笔头部件120的移动轨迹对应的轮廓(silhouette)。
43.压力传感器部件130感测根据使用者的操作而笔头部件120与显示面板200"的上表面接触而产生的压力。优选为，压力传感器部件130的与笔头部件120的后端部相抵接的部分在图6上向上方凹陷而被实施倒圆角(rounding)处理。其结果，根据使用者的操作而以将笔主体部件110倾斜的状态使用的情况下，压力传感器部件130与笔头部件120的后端部彼此良好地相抵接，由此来自笔头部件120的压力良好地传递到压力传感器部件130。在此，优选为对与压力传感器部件130的凹陷的部分相抵接的笔头部件120的后端部也圆圆地实施倒圆角处理。
44.传感器支承部件131与压力传感器部件130的形状对应地保持使该压力传感器部件130与笔主体部件110良好地连接的状态。
45.作为张力部件132，优选使用弹簧。该弹簧对笔头部件120提供复原力，以供笔头部件120进出笔主体部件110的内外部。
46.ir发光部件140向显示面板200"的表面发射光。
47.ir光散射部件150以靠近笔头部件120而配置的状态使从ir发光部件140传送的光对于显示面板200"向多个方向进行散射。为此，ir光散射部件150相对于笔头部件120的长度方向而倾斜地配置或通过将笔头部件120本身弯折而形成。其结果，从ir光散射部件150照射到显示面板200"的光所反射的反射光朝向ir受光部件160而例如面光源这样有效地被传送。
48.ir受光部件160例如以面光源形态接收从ir光散射部件150经过显示面板200"的表面而反射的反射光。另一方面，
‘
fov'作为field of view(视野)的缩写，图6中例示性地用从ir受光部件160延伸的虚线表示ir受光部件160可感测的有效区域即
‘
fov'。为了将从ir发光部件140照射的光经由显示面板200"而传送到ir受光部件160，需要使在该显示面板200"的表面反射的
‘
反射光'进入用于进行ir受光部件160的感测的有效区域(fov)。
49.智能笔控制部件170基于从压力传感器部件130传送的压力信息而识别通过使用者而操作的笔头部件120在显示面板200"上移动。智能笔控制部件170识别出笔头部件120在显示面板200"上移动而控制ir发光部件140进行接通动作。接着，智能笔控制部件170从通过ir受光部件160接收的反射光提取笔头部件120在显示面板200"上移动的位置坐标并传送到无线通信部件180。
50.无线通信部件180通过近距离无线通信(例如：蓝牙)而将从智能笔控制部件170提供的位置坐标传送到外部的智能终端装置300。
51.参照图6，本发明的第一实施例的光智能笔装置100还包括ir配线部件141而构成。ir配线部件141将智能笔控制部件170和ir发光部件140连接，以使智能笔控制部件170和ir发光部件140彼此通电。
52.在此，优选为，智能笔控制部件170设置于笔主体部件110，ir发光部件140和ir光散射部件150设置于与笔头部件120的侧部对应的笔主体部件110。
53.图7是概略性地示出本发明的第二实施例的具备光散射部件的光智能笔装置的例示图。
54.本发明的第二实施例的光智能笔装置100还包括光纤部件142而构成。光纤部件142优选将ir发光部件140和ir光散射部件150彼此连接，以使ir发光部件140和ir光散射部件150通过光而收发信号。
55.优选为，智能笔控制部件170和ir发光部件140设置于笔主体部件110，ir光散射部件150设置于与笔头部件120的侧部对应的笔主体部件110。
56.本发明的第二实施例的光智能笔装置100还包括镜像连接器(mirror connecto r)部件143。镜像连接器部件143能够将ir发光部件140与光纤部件143之间的光传送效率最大化。
57.图8是概略性地示出本发明的第三实施例的具备光散射部件的光智能笔装置的例示图。
58.本发明的第三实施例的光智能笔装置100还包括ir配线部件141而构成。ir配线部件141将智能笔控制部件170和ir发光部件140连接，以使智能笔控制部件170和ir发光部件140彼此通电。
59.优选为，智能笔控制部件170设置于笔主体部件110，ir发光部件140和ir光散射部件150设置于笔头部件120的侧部。
60.优选为，ir发光部件140、ir光散射部件150、笔头部件120构成为一个封装形态，相对于笔主体部件110一体地进行直线运动。
61.图9是概略性地示出本发明的第四实施例的具备光散射部件的光智能笔装置的例示图。
62.本发明的第四实施例的光智能笔装置100还包括光纤部件142而构成。光纤部件142优选将ir发光部件140和ir光散射部件150彼此连接，以使ir发光部件140和ir光散射部件150通过光而收发信号。
63.优选为，智能笔控制部件170和ir发光部件140设置于笔主体部件110，ir光散射部件150设置于笔头部件120的侧部。
64.优选为，ir发光部件140、ir光散射部件150、笔头部件120以一个封装形态构成，相对于笔主体部件110一体地进行直线运动。
65.本发明的第四实施例的光智能笔装置100还包括镜像连接器部件143而构成。镜像连接器部件143能够将ir发光部件140和光纤部件143之间的光传送效率最大化。

技术特征：
1.一种具备光散射部件的光智能笔装置，其包括：笔主体部件(110)，其形成为条形态，以供使用者能够握持；笔头部件(120)，其连接到上述笔主体部件(110)的一端部，通过使用者的操作而在形成有位置代码(210)的显示面板(200)的上表面滑动；压力传感器部件(130)，其感测上述笔头部件(120)与上述显示面板(200)的上表面接触而发生的压力；ir发光部件(140)，其向上述显示面板(200)的表面发射光；ir光散射部件(150)，其形成于上述ir发光部件(140)与上述显示面板(200)之间且使从上述ir发光部件(140)传送的光对于上述显示面板(200)向多个方向进行散射；ir受光部件(160)，其接收在上述显示面板(200)的表面反射的反射光；智能笔控制部件(170)，其从上述压力传感器部件(130)接收压力信息且对上述ir发光部件(140)的动作进行开关控制，并从上述ir受光部件(160)所接收的反射光提取上述笔头部件(120)在上述显示面板(200)上移动的位置坐标；及无线通信部件(180)，其从上述智能笔控制部件(170)接收上述位置坐标而通过近距离无线通信来传送到外部的智能终端装置(300)。2.根据权利要求1所述的具备光散射部件的光智能笔装置，其中，上述智能笔控制部件(170)设置于上述笔主体部件(110)，上述ir发光部件(140)和上述ir光散射部件(150)设置于与上述笔头部件(120)的侧部对应的上述笔主体部件(110)，上述具备光散射部件的光智能笔装置还包括：ir配线部件(141)，其使上述智能笔控制部件(170)和上述ir发光部件(140)通电。3.根据权利要求1所述的具备光散射部件的光智能笔装置，其中，上述智能笔控制部件(170)和上述ir发光部件(140)设置于上述笔主体部件(110)，上述ir光散射部件(150)设置于与上述笔头部件(120)的侧部对应的上述笔主体部件(110)，上述具备光散射部件的光智能笔装置还包括：光纤部件(142)，其使上述ir发光部件(140)和上述ir光散射部件(150)彼此连接。4.根据权利要求1所述的具备光散射部件的光智能笔装置，其中，上述智能笔控制部件(170)设置于上述笔主体部件(110)，上述ir发光部件(140)和上述ir光散射部件(150)设置于上述笔头部件(120)的侧部，上述具备光散射部件的光智能笔装置还包括：ir配线部件(141)，其使上述智能笔控制部件(170)和上述ir发光部件(140)通电，上述ir发光部件(140)、上述ir光散射部件(150)、上述笔头部件(120)相对于上述笔主体部件(110)一体地进行直线运动。5.根据权利要求1所述的具备光散射部件的光智能笔装置，其中，上述智能笔控制部件(170)和上述ir发光部件(140)设置于上述笔主体部件(110)，上述ir光散射部件(150)设置于上述笔头部件(120)的侧部，上述具备光散射部件的光智能笔装置还包括：光纤部件(142)，其使上述ir发光部件(140)和上述ir光散射部件(150)彼此连接，上述ir发光部件(140)、上述ir光散射部件(150)、上述笔头部件(120)相对于上述笔主体部件(110)一体地进行直线运动。
6.根据权利要求5所述的具备光散射部件的光智能笔装置，其中，上述压力传感器部件(130)的与上述笔头部件(120)的后端部相抵接的部分凹陷地形成，并形成为夹持上述笔头部件(120)的后端部的形态。

技术总结
具备光散射部件的光智能笔装置。本发明涉及智能笔在玻璃材质的显示面板上以倾斜的状态进行动作的情况下也能够识别智能笔的动作轨迹的技术，更具体地涉及在智能笔发出红外线时使其发出的光散射，从而特别地在玻璃材质的显示面板表面上也能够顺利地进行与笔头的动作轨迹联动的光接收的技术。根据本发明，在IR发光部件与IR光散射部件之间具备光纤部件，从而能够将IR发光部件设置于笔主体部件，由此能够形成纤细的笔头部件。够形成纤细的笔头部件。够形成纤细的笔头部件。


技术研发人员：朴峻模
受保护的技术使用者：博纳株式会社
技术研发日：2022.12.21
技术公布日：2023/8/1