JP2009527842A - 入力装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、入力装置を公開する。ｎ個の第１入力ラインと、ｎより大きいｍ個のグループを構成し、ｎ個の第１入力ラインとそれぞれ互いに異なる連結を有するｍ個グループのｎ個ずつの第２入力ラインと、ｍ個グループのｎ個ずつの第２入力ラインに対応して連結されたｍ個グループのｎ個ずつの接触手段を備える入力手段と、ｎ個の第１入力ラインの信号をデコーディングし、入力信号を発生する入力信号判別部とを備えることを特徴とする。したがって、本発明の入力装置は、１つの入力パッドで接触を感知する電気的接触センサーを利用して少ない入力ラインで多くの入力信号を発生することができる。さらに、一部の接触センサーに代わって圧力センサーを利用することができ、これにより、さらに多い入力信号を発生することができる。

Description

本発明は、入力装置に関し、特に少ない入力ラインで多くの入力信号を発生する入力装置に関する。

現代を生きて行く人々は、数多くの電子製品を使用する。テレビ、ラジオ、洗濯機、冷蔵庫などの家電機器からコンピューター、携帯電話などの情報機器及びゲーム機、ＭＰ３プレーヤーなどの各種娯楽機器まで無数に多い製品が使用されている。

このような電子製品は、製品の設計時からそれぞれの用途や機能に合わせてユーザインターフェースを決定する。ユーザインターフェースは、ユーザが電子製品に命令を印加する部分であって、ユーザにおいてユーザインターフェースの構成は、製品を使用するにあたって操作の便宜性を示す尺度なので非常に重要である。これは、電子製品の機能が優秀であるとしても、ユーザが製品を操作しにくい場合には商品性が低下し、消費者から回避されるからである。したがって、電子製品メーカは、製品のユーザインターフェースを最大限ユーザが操作しやすいように便宜性を図って設計するようになる。

ユーザインターフェースを設計するにあたって他の考慮すべき点は、電子製品が日々に小型化されているという点である。電子製品の小型化に伴って多様な用途の携帯機器が市販されている。このような携帯機器は、従来、１つの用途に開発された製品が多かったが、近年、１つの製品にさまざまな機能を具備した複合機能の製品が徐々に多くなっている。

電子製品の小型化に伴って、ユーザが製品に命令を印加するボタンや入力パッドなどの入力手段を備える空間が狭くなり、製品の機能の多様化に伴って、入力すべき命令の数が次第に増えるようになり、電子製品のユーザインターフェースの構成を非常に難しくしている。このような難しさを解決する方案として、最近の携帯機器は、大部分ボタンやパッドを短く選択する場合と長く選択する場合とに区分して、互いに異なる機能を実行するようにしている。また、電子製品の小型化は、ユーザインターフェースだけでなく、製品内部のレイアウトにも影響を与え、最小の面積でレイアウトが施され得るように必ず必要な配線だけで設計する。

ユーザインターフェースを設計するにあたってさらに他の考慮すべき点は、デザインである。最近の電子製品は、製品自体の機能だけでなく、インテリアーの一部として美麗な見掛けを必要とする。これは、ユーザの生活水準が高くなるにしたがってデザインに関する関心が高くなった結果である。したがって、製品の外部に現われるユーザインターフェースにおいてもデザインは必ず考慮されなければならない。

このような傾向に伴って、ユーザインターフェースの入力手段として従来のボタンに代わって接触センサーやタッチスクリーンが使用される場合が次第に増えている。接触センサーは、速い動作速度と優秀なデザインを有し、小型で製作が可能であり、タッチスクリーンの場合には、別途の入力手段を備えなくてもよい長所がある。

前述したように、ユーザインターフェースは、電子製品の設計時に重要な部分として愼重に検討されて設計される。このようにユーザインターフェースが愼重に設計されるとしても、設計のエラー、消費者の嗜好変化による要求、新しい機能の追加などによってユーザインターフェースの修正が必要な場合が発生する。ユーザインターフェースが修正される場合、入力手段が減少する場合はほとんどなく、あるとしても、この場合は、既存のレイアウトを維持することができるので、大きい問題にならない。しかし、一般的に、ユーザインターフェースが変更される場合は、機能の追加による入力手段が追加される場合である。ユーザインターフェースに入力手段を追加するためには、ボタンなどの外部表示部だけでなく、内部の入力ラインに対するレイアウトまで変更しなければならないので、時間的、費用的に大きい損失が発生するようになる。最悪の場合には、レイアウトを変更することができる空間が不足し、入力手段を追加することができない場合も発生するようになる。

図１及び図２は、従来のユーザインターフェースの一例であって、接触センサーを入力手段として具備した場合を示す図である。

接触センサーは、接触物体が当接する部分である入力パッドと接触可否を判断する接触感知部とで構成される。

図１は、２個の入力信号を印加されるためのもので、２個の第１入力ライン対ｌｉｎｅ１、ｌｉｎｅ２、ｌｉｎｅ３、ｌｉｎｅ４にそれぞれ連結された入力パッドＰＡＤ１１、ＰＡＤ１２を備える。入力パッドＰＡＤ１１、ＰＡＤ１２は、それぞれ２個の接触パッドが１対になり、伝導性がある接触物体が同時に２個の接触パッドに接触されれば、電気的に連結状態になる。入力パッドＰＡＤ１１、ＰＡＤ１２が電気的に導通状態になれば、入力信号判別部１０に設けられた接触感知部（不図示）は、それによる接触信号を発生する。また、入力信号判別部１０は、接触感知部から出力される接触信号を判別し、選択された入力パッドＰＡＤ１１、ＰＡＤ１２を確認し、該当入力信号を出力する。

図１では、２個の入力信号が発生することができ、追加の入力信号が必要な場合、図２のような構成にならなければならない。図２は、３個の入力信号を印加されるためのもので、３個の第１入力ライン対ｌｉｎｅ１、ｌｉｎｅ２、ｌｉｎｅ３、ｌｉｎｅ４、ｌｉｎｅ５、ｌｉｎｅ６に３対の入力パッドＰＡＤ２１、ＰＡＤ２２、ＰＡＤ２３を具備して連結される。入力信号判別部１１は、６個の第１入力ラインｌｉｎｅ１、ｌｉｎｅ２、ｌｉｎｅ３、ｌｉｎｅ４、ｌｉｎｅ５、ｌｉｎｅ６から入力信号を印加され、該当命令を判別する。また、入力信号が４個必要な場合には、さらに入力パッドと追加の入力ライン対が必要である。すなわち入力信号が追加されるためには、入力パッドだけでなく、入力ライン対も同一の個数で追加されなければならない。したがって、レイアウトの変更が不可避になる。

本発明の目的は、少ない入力ラインで多くの入力信号を発生する入力装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の入力装置の一実施例は、ｎ個の第１入力ラインと、ｎより大きいｍ個のグループを構成し、ｎ個の第１入力ラインとそれぞれ互いに異なる連結を有するｍ個グループのｎ個ずつの第２入力ラインと、ｍ個グループのｎ個ずつの第２入力ラインに対応して連結されたｍ個グループのｎ個ずつの接触手段を備える入力手段と、ｎ個の第１入力ラインの信号をデコーディングし、入力信号を発生する入力信号判別部とを備えることを特徴とする。

上記目的を達成するための入力手段は、ｍ個グループの接触手段として最大２^ｎ−１個グループの接触手段を備えることを特徴とする。

上記目的を達成するための第２入力ラインは、ｍ個グループのｎ個ずつの接触手段にそれぞれ連結され、１から２^ｎ−１までｎ桁数２進数で各数字の１が位置する桁に対応する接触手段と第１入力ラインをそれぞれ連結することを特徴とする。

上記目的を達成するための入力信号判別部は、ｎ個の第１入力ラインにそれぞれ連結され、ユーザによる入力が入力手段に印加されるか否かを感知するｎ個の接触感知部と、ｎ個の接触感知部から出力される接触信号をデコーディングし、複数個の入力信号を出力するデコーディング部とを備えることを特徴とする。

上記目的を達成するための接触感知部は、１つの接触手段に接触が発生しても、接触物体による静電容量の変化を感知し、接触信号を出力することを特徴とする。

上記目的を達成するための本発明の入力装置の他の実施例は、ｎ個の第１入力ラインと、ｎより大きいｍ個のグループを構成し、ｎ個の第１入力ラインとそれぞれ互いに異なる連結を有するｍ個グループのｎ個ずつの第２入力ラインと、１つまたは複数個の第３入力ラインと、１つまたは複数個の第３入力ラインにそれぞれ連結される１つまたは複数個の第４入力ラインと、ｍ個グループのｎ個ずつの第２入力ラインに対応して連結されたｍ個グループのｎ個ずつの接触手段を備える第１入力手段と、１つまたは複数個の第４入力ラインに対応して連結された圧力手段を備える第２入力手段と、ｎ個の第１入力ラインの信号をデコーディングし、第１入力信号を発生し、１つまたは複数個の第３入力ラインに対応して第２入力信号を発生する入力信号判別部とを備えることを特徴とする。

上記目的を達成するための第２入力手段は、圧力が印加されれば、インピーダンスの変化が発生する１つまたは複数個の圧力手段を備えることを特徴とする。

上記目的を達成するための入力信号判別部は、ｎ個の第１入力ラインにそれぞれ連結され、ユーザによる入力が入力手段に印加されるかどうかを感知するｎ個の接触感知部と、第３入力ラインにそれぞれ連結され、ユーザによる圧力が圧力手段に印加されるか否かを感知する１つまたは複数個の圧力感知部と、ｎ個の接触感知部から出力される接触信号をデコーディングし、第１入力信号を出力し、１つまたは複数個の圧力感知部から出力される圧力データをデコーディングし、第２入力信号を出力するデコーディング部とを備えることを特徴とする。

上記目的を達成するための圧力感知部は、１つまたは複数個の圧力手段に圧力が印加されれば、発生するインピーダンスの変化を感知し、圧力データを出力することを特徴とする。

上記目的を達成するための入力装置は、第２入力信号に応答してモードを設定してモード信号を出力し、第１入力信号が印加されれば、設定されたモードによって指定された所定の動作を実行する制御部と、モード信号に応答して現在モードをディスプレイし、第１入力信号に対応する表示をディスプレイするディスプレイ部とをさらに備えることを特徴とする。

上記目的を達成するための入力装置は、第２入力信号に応答してモードを設定してモード信号を出力し、第１入力信号が印加されれば、設定されたモードによって指定された所定の動作を実行する制御部と、モード信号に応答して現在モード及び現在モードに対応する入力キーをディスプレイし、ユーザの入力が印加されれば、入力信号を発生し、制御部に出力するタッチスクリーンとをさらに備えることを特徴とする。

したがって、本発明の入力装置は、１つの入力パッドで接触を感知する電気的接触センサーを利用してｎ個の入力ラインに対して２^ｎ−１個の入力信号を発生することができる。さらに、一部の接触センサーに代わって圧力センサーを利用することができるようにして、さらに多い入力信号を発生することができる。また、入力ラインの個数が少ないため、製品の設計時にレイアウト面積を低減することができるので、電子機器の小型化に有利である。特にあらかじめ設計された電子製品に追加の機能が必要な場合に、レイアウトの変更を最小化し、入力信号を追加に発生することができる。

以下、添付の図面を参照にして本発明の入力装置を説明する。

図３は、１つの接触パッドを備える電気的接触センサーを示す図であって、２００５年１１月２８日に出願された韓国特許出願番号１０−２００５−０１１４４１４号に記載されている。

図３に示された電気的接触センサーは、図１及び図２に示された接触センサーとは異なって、１つの接触パッドＰＡＤ及び接触感知部１００を備える。接触感知部１００は、基準信号発生部１１０、第１信号発生部１２０、第２信号発生部１３０、接触信号発生部１４０及びフィルター１５０を備える。

基準信号発生部１１０は、基準信号ｒｅｆ＿ｓｉｇを生成する。

第１信号発生部１２０は基準信号ｒｅｆ＿ｓｉｇを遅延し、第１信号ｓｉｇ１を発生する。

第２信号発生部１３０は、接触パッドＰＡＤに連結され、接触パッドＰＡＤに接触がなければ、基準信号ｒｅｆ＿ｓｉｇを第１信号ｓｉｇ１より小さく遅延した第２信号ｓｉｇ２を発生し、接触パッドＰＡＤに接触があれば、接触物体の静電容量によって基準信号ｒｅｆ＿ｓｉｇを第１信号ｓｉｇ１より多く遅延し、第２信号ｓｉｇ２を発生する。

接触信号発生部１４０は、第１信号ｓｉｇ１に同期して第２信号ｓｉｇ２を受信し、接触信号ｔｏｕｃｈ＿ｓｉｇを発生し、接触パッド１３１に接触可否を判別し、出力する。接触信号発生部の簡単な例としては、Ｄフリップフロップを利用して具現することができる。すなわち第１信号ｓｉｇ１をＤフリップフロップのクロック信号として印加し、第２信号ｓｉｇ２をＤフリップフロップのデータ信号として印加する。Ｄフリップフロップは、クロック信号が“ハイ”であり、データが“ハイ”の場合にのみ、“ハイ”レベルの出力を有するので、接触がない場合には、“ロウ”に出力し、接触があれば、“ハイ”に出力する。

フィルター１５０は、接触信号発生部１４０で接触信号ｔｏｕｃｈ＿ｓｉｇの発生時に発生し得るノイズを除去する。

図３の接触センサーは、１つの接触パッドＰＡＤのみを具備し、接触物体の静電容量によって接触を感知し、接触信号ｔｏｕｃｈ＿ｓｉｇを出力する。すなわち伝導性でなく静電容量によって接触を感知し、基準信号ｒｅｆ＿ｓｉｇの波形を調節したり、第１信号発生部１２０の遅延時間を調節することによって、接触センサーの敏感度を調節することができる。

図４及び図５は、本発明による入力装置の一実施例である。

図４及び図５では、入力手段として図３に示された接触センサーを利用した。したがって、図１とは異なって、２個の入力信号を印加されるために、２個の第１入力ラインｌｉｎｅ１、ｌｉｎｅ２のみを具備してもよい。しかし、図４及び図５では、２個の第１入力ラインｌｉｎｅ１、ｌｉｎｅ２に３個の入力信号を印加され得るように拡張された入力装置が示されている。

図４において、１つの接触パッドで接触を感知することができるので、入力パッドＰＡＤ３１、ＰＡＤ３２にそれぞれ１つずつの接触パッドを具備し、それぞれの接触パッドは、第２入力ラインで第１入力ラインｌｉｎｅ１、ｌｉｎｅ２に連結される。入力パッドＰＡＤ３３は、２個の接触パッドを具備し、２個の接触パッドは、２個の第１入力ラインｌｉｎｅ１、ｌｉｎｅ２にそれぞれ連結される。

入力信号判別部２００は、図３の接触感知部１００を第１入力ラインｌｉｎｅ１、ｌｉｎｅ２の個数と同一の個数で具備し、入力パッドＰＡＤ３１、ＰＡＤ３２、ＰＡＤ３３に接触物体の接触可否を感知し、接触信号を発生する。また、入力信号判別部２００は、発生した接触信号をデコーディングし、３個の入力信号Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を出力する。

このように、図３の接触センサーで接触感知部１００を構成すれば、２個の入力ラインｌｉｎｅ１、ｌｉｎｅ２に３個の入力パッドＰＡＤを連結し、３個の入力信号を出力することができる。

すなわちユーザによって第一番目の入力パッドＰＡＤ３１が選択されれば、入力信号判別部２００は、第１入力ラインｌｉｎｅ１を介して接触を感知して入力信号Ｔ１を出力し、第二番目の入力パッドＰＡＤ３２が選択されれば、入力信号判別部２００は、第１入力ラインｌｉｎｅ２を介して接触を感知して入力信号Ｔ２を出力し、第三番目の入力パッドＰＡＤ３３が選択されれば、入力信号判別部２００は、２個の第１入力ラインｌｉｎｅ１、ｌｉｎｅ２を介して接触を感知して入力信号Ｔ３を出力する。

図５は、図４と同様に、２個の第１入力ラインｌｉｎｅ１、ｌｉｎｅ２を介して３個の入力信号を印加されることができる方法を示す図である。図５は、図４とは異なって、すべての入力パッドＰＡＤ４１、ＰＡＤ４２、ＰＡＤ４３が図４の入力パッドＰＡＤ３３のように接触パッドＰＡＤを２個ずつ備える。また、入力信号判別部２００は、図４と同一である。

図５のように、入力パッドＰＡＤ４１、ＰＡＤ４２、ＰＡＤ４３をそれぞれ２個ずつの接触パッドで構成することが、それぞれの接触センサーを個別で製作することより対称性を維持することが容易なので、コスト面でもさらに利益である。また、入力信号判別部２００の接触感知部は、入力パッドＰＡＤ４１、ＰＡＤ４２、ＰＡＤ４３に接触された接触物体の静電容量を感知するので、入力パッドＰＡＤ４１、ＰＡＤ４２、ＰＡＤ４３を同一の形状で構成すれば、接触物体が接触される面積がすべての入力パッドＰＡＤ４１、ＰＡＤ４２、ＰＡＤ４３において同一なので、第１入力ラインｌｉｎｅ１、ｌｉｎｅ２を介して接触感知部で感知されるインピーダンス変化のばらつきが小さい。したがって、いずれの入力パッドＰＡＤ４１、ＰＡＤ４２、ＰＡＤ４３が選択されても、接触感知部には、類似の水準のインピーダンスの変化が感知されるので、接触感知部の敏感度を設定するのに有利である。

図６及び図７は、図４及び図５に示された入力パッドＰＡＤ３１、ＰＡＤ３２、ＰＡＤ３３、ＰＡＤ４１、ＰＡＤ４２、ＰＡＤ４３において接触パッドを２個ずつ具備した入力パッドＰＡＤ３３、ＰＡＤ４１、ＰＡＤ４２、ＰＡＤ４３の構成を示す図である。

入力パッドは、接触物体が接触される場合には、必ず接触を認識しなければならない。しかし、図４及び図５に示された入力パッドＰＡＤ３３、ＰＡＤ４１、ＰＡＤ４２、ＰＡＤ４３のように２個の接触パッドを具備しても接触パッドが個別に配置されていれば、ユーザが入力パッドＰＡＤ３３、ＰＡＤ４１、ＰＡＤ４２、ＰＡＤ４３を選択しても２個の接触パッドの両方に接触されない場合が発生することができる。従来の接触センサーを利用する場合には、２個の接触パッドのうち１つにだけ接触されれば、接触センサーが接触を認識しないので、何らの入力信号も発生しない。他方、１つの接触パッドで接触を認識する図４、図５の入力パッドＰＡＤ３３、ＰＡＤ４１、ＰＡＤ４２、ＰＡＤ４３のうち特に２個の第１入力ラインｌｉｎｅ１、ｌｉｎｅ２に共に連結される入力パッドＰＡＤ３３、ＰＡＤ４３の場合には、２個の接触パッドのうち１つだけ接触されれば、入力信号判別部２００では、他の入力パッドＰＡＤ３１、ＰＡＤ３２、ＰＡＤ４１、ＰＡＤ４２が選択されたものと判断し、入力信号Ｔ１、Ｔ２を発生する。このように誤った入力信号Ｔ１、Ｔ２が発生すれば、ユーザがしようとする動作でなく、他の誤動作を実行するようになる。誤動作は、一般的に何らの動作が実行されない場合より悪い結果をもたらす。例として、格納装置で誤動作が実行され、重要なデータが削除される場合が発生すれば、製品の信頼性に大きい問題になる。

したがって、図６及び図７では、接触物体が接触される場合に２個の接触パッドＰＡＤ１、ＰＡＤ２に共に接触されることができるようにパッドを配置した形状である。

図６では、２個の接触パッドＰＡＤ１、ＰＡＤ２をそれぞれ２個ずつに分割し、対角線で配置したものである。第１接触パッドＰＡＤ１は、右側上端と左側下端とに分離して配置し、第２接触パッドＰＡＤ２は、左側上端と右側下端とに分離して配置した。また、第１接触パッドＰＡＤ１は、第２入力ラインを介して第１入力ラインｌｉｎｅ１に連結され、第２接触パッドＰＡＤ２は、第２入力ラインを介して第１入力ラインｌｉｎｅ２に連結される。

図６のように構成された接触パッドＰＡＤ１、ＰＡＤ２は、接触物体が一定大きさ以上の場合には、必ず２個のパッドに同時に当接するようになり、誤った入力信号が発生しないようにする。仮に予想される接触物体の大きさが非常に小さくて分離されて配置された接触パッドＰＡＤ１、ＰＡＤ２の一部分にのみ当接し得る場合には、図６で２個に分離された接触パッドＰＡＤ１、ＰＡＤ２をさらに多く分離し（例えばそれぞれのパッドを８等分）、接触物体が必ず２個の接触パッドＰＡＤ１、ＰＡＤ２に接触されるようにする。

図７は、図６とは異なって、接触パッドＰＡＤ１、ＰＡＤ２を分離せずに、接触パッドＰＡＤ１、ＰＡＤ２のパターンを複雑にし、それぞれの接触パッドＰＡＤ１、ＰＡＤ２のパターンが互いに絡まれるようにし、接触物体が必ず２個の接触パッドＰＡＤ１、ＰＡＤ２に接触されるようにする。

図６及び図７に示された接触パッドＰＡＤ１、ＰＡＤ２は、一例であり、以外にも多様な方法で入力パッドＰＡＤ１、ＰＡＤ２を構成することができ、従来に使用されている技術である。また、図６及び図７では、２個の接触パッドＰＡＤ１、ＰＡＤ２を備える入力パッドを示したが、さらに多い接触パッドを具備しても、同様の方法で配置可能である。

図８は、図４及び図５に示された入力信号判別部２００の詳細図である。

入力判別部２００は、第１入力ラインｌｉｎｅ１、ｌｉｎｅ２に連結され、入力パッドに接触物体の接触可否を感知し、接触信号を出力する第１及び第２接触感知部２１０、２２０と、第１及び第２接触感知部２１０、２２０で印加される接触信号をデコーディングし、入力信号Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を出力するデコーディング部２３０とを備える。

第１及び第２接触感知部２１０、２２０は、図３の接触感知部１００であり、図８では、２個の第１入力ラインｌｉｎｅ１、ｌｉｎｅ２にそれぞれ１つずつ具備されている。図３と同様に、第１及び第２接触感知部２１０、２２０は、それぞれ基準信号発生部１１０、第１信号発生部１２０、第２信号発生部１３０、接触信号発生部１４０及びフィルター１５０を備える。

第１接触感知部２１０は、第１入力ラインｌｉｎｅ１に連結された入力パッドＰＡＤ３１、ＰＡＤ３３、ＰＡＤ４１、ＰＡＤ４３に所定の静電容量を有する物体が接触されれば、接触信号を発生し、第２接触感知部２２０は、第１入力ラインｌｉｎｅ２に連結された入力パッドＰＡＤ３２、ＰＡＤ３３、ＰＡＤ４２、ＰＡＤ４３に所定の静電容量を有する物体が接触されれば、接触信号を発生して出力する。

デコーディング部２３０は、第１及び第２接触感知部２１０、２２０から出力される接触信号をデコーディングするための３個の論理積ゲートＡＮＤ１、ＡＮＤ２、ＡＮＤ３及び２個のインバーターＩＮＶ１、ＩＮＶ２を備える。デコーディング部２３０は、第１接触感知部２１０で接触信号が印加されれば、入力信号Ｔ１を出力し、第２接触感知部２２０で接触信号が印加されれば、入力信号Ｔ２を出力し、第１及び第２接触感知部２１０、２２０で共に接触信号が印加されれば、入力信号Ｔ３を出力する。

したがって、図４及び図５の入力パッドＰＡＤ３１、ＰＡＤ３２、ＰＡＤ３３、ＰＡＤ４１、ＰＡＤ４２、ＰＡＤ４３でユーザによって１つの入力パッドが選択されれば、入力信号判別部２００では、２個の第１入力ラインｌｉｎｅ１、ｌｉｎｅ２を介して３個の入力信号Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３のうち１つの入力信号を出力する。

一例として、図５で入力パッドＰＡＤ４１に接触があれば、接触された物体の静電容量によって第１入力ラインｌｉｎｅ１にインピーダンスの変化が発生する。第１入力ラインｌｉｎｅ２は、入力パッドＰＡＤ４１に連結されていないので、インピーダンスが変化しない。

入力信号判別部２００の第１接触感知部２１０は、第１入力ラインｌｉｎｅ１のインピーダンス変化を感知して接触信号を発生し、第２接触感知部２２０は、第１入力ラインｌｉｎｅ２のインピーダンス変化がないので、接触信号を発生しない。

デコーディング部２３０は、第１接触感知部２１０で接触信号が発生し、第２接触感知部２２０で接触信号が発生しないので、入力信号Ｔ１を出力する。同様に、入力パッドＰＡＤ４２に接触があれば、入力信号Ｔ２が出力され、入力パッドＰＡＤ４３に接触があれば、入力信号Ｔ３が出力される。

前述のように、図４及び図５は、２個の第１入力ラインｌｉｎｅ１、ｌｉｎｅ２を利用して３個の入力信号を感知する方法を示した。

図９は、本発明による入力装置の他の実施例である。

図９では、３個の第１入力ラインがある場合に入力信号を感知する方法を示すもので、３個の第１入力ラインｌｉｎｅ１、ｌｉｎｅ２、ｌｉｎｅ３と３個の接触パッドが１単位を成す７個の入力パッドＰＡＤ５１〜ＰＡＤ５７と、３個の入力ラインが１単位を成す７個の第２入力ライン及び入力信号判別部３００を備える。

入力パッドＰＡＤ５１は、第１入力ラインｌｉｎｅ１にのみ連結され、入力パッドＰＡＤ５２は、第１入力ラインｌｉｎｅ２にのみ連結され、入力パッドＰＡＤ５３は、２個の第１入力ラインｌｉｎｅ１、ｌｉｎｅ２にのみ連結され、入力パッドＰＡＤ５７は、３つの第１入力ラインｌｉｎｅ１、ｌｉｎｅ２、ｌｉｎｅ３にすべて連結される。このような連結構成は、３桁数を有する２進数で数字が“００１”から“１１１”に増加する配置と同一である。すなわちそれぞれの桁数は、入力ラインに対応し、“０”または“１”の数字は、それぞれの入力ラインとの連結関係を示す。“０”が配置される桁は、第１入力ラインｌｉｎｅ１、ｌｉｎｅ２、ｌｉｎｅ３と第２入力ラインが連結されず、“１”が配置される桁だけが第１入力ラインｌｉｎｅ１、ｌｉｎｅ２、ｌｉｎｅ３と第２入力ラインが連結される。第一番目の桁は、第１入力ラインｌｉｎｅ３に対応し、第二番目の桁は、第１入力ラインｌｉｎｅ２に対応し、第三番目の桁は、第１入力ラインｌｉｎｅ１に対応する。しかし、２進数“０００”に対応する連結はない。２進数“０００”に対応するには、すべての入力パッドが第１入力ラインｌｉｎｅ１、ｌｉｎｅ２、ｌｉｎｅ３に連結されないので、接触されないことと同一であるからである。したがって、第１入力ラインｌｉｎｅ１、ｌｉｎｅ２、ｌｉｎｅ３が３個であれば、入力パッドは、２の３乗（２^３）個から１個が抜けた７個までの入力パッドＰＡＤ５１〜ＰＡＤ５７を備えることができる。

入力信号判別部３００は、図８と類似の構成を有するが、それぞれの第１入力ラインｌｉｎｅ１、ｌｉｎｅ２、ｌｉｎｅ３に対して接触感知部を具備しなければならないので、３個の接触感知部が必要である。また、デコーディング部も追加の構成が必要である。

図９では、図示したように、３個の第１入力ラインｌｉｎｅ１、ｌｉｎｅ２、ｌｉｎｅ３を利用して最大７個までの入力信号Ｔ１〜Ｔ７が出力されることができる。

このような方法で第１入力ラインｌｉｎｅ１〜ｌｉｎｅｎがｎ個の場合が図１０に示されている。

第１入力ラインｌｉｎｅ１〜ｌｉｎｅｎがｎ個なら接触を感知し、入力信号を検出可能な最大の入力パッド個数は２^ｎ−１個である。したがって、出力可能な入力信号Ｔ１〜Ｔ２^ｎ−１も２^ｎ−１個である。

すなわち図１０から確認することができるように、本発明による少ない入力ラインで多くの入力信号を発生する入力装置は、入力ライン個数に対して２の乗数にほぼ比例して入力信号を感知することができるようにする。しかし、入力ラインがｎ個なら、入力パッドＰＡＤ６１〜ＰＡＤ６（２^ｎ−１）は、それぞれｎ個ずつの接触パッドを具備しなければならないし、第２入力ラインもそれぞれｎ個ずつ具備される。この場合、図６及び図７に示されたように、すべての接触パッドが一度に接触されるようにパターンを形成することは、非常に難しくなる。したがって、入力パッドのすべての接触パッドが一度に接触されることができる水準までに接触パッドを配置しなければならないし、なるべく２個以上の接触パッドが同時に選択されなければならない場合は排除することが好ましい。

表１は、４個の第１入力ラインを有する場合に好ましく入力信号を使用する一例を示す。

表１から明らかなように、４個の第１入力ラインを有する場合、入力パッドの個数は最大１５個を備えることができ、入力信号の個数も最大１５個が使用可能である。第１入力ラインが４個であるので、入力パッドは、それぞれ４個ずつの接触パッドを具備しなければならない。しかし、前述したように、同時に接触されなければならない接触パッドの個数が多くなれば、接触パッドのパターンを形成することが難しく、且つ接触物体がすべての接触パッドに同時に接触しにくくなる。したがって、表１では、３個以上の接触パッドが同時に接触されなければならない場合の入力信号Ｔ７、Ｔ１１、Ｔ１３、Ｔ１４、Ｔ１５を使用しないようにする。このように、３個以上の接触パッドが同時に接触される場合を使用しないように排除すれば、使用する入力信号Ｔ１〜Ｔ６、Ｔ８〜Ｔ１０、Ｔ１２に対する入力パッドは、２個ずつの接触パッドのみを備えるようにして配置することができる。例えば、入力信号Ｔ６に対する入力パッドを２個の接触パッドで構成し、それぞれの入力パッドは、２個の第１入力ラインｌｉｎｅ２、ｌｉｎｅ３にのみ連結する。同様に、他の入力パッドも２個の接触パッドで構成し、該当第１入力ラインｌｉｎｅ１〜ｌｉｎｅ４にのみ連結するようにする。

２個の接触パッドを有する入力パッドにのみ接触を印加されるように配置しても、４個の第１入力ラインｌｉｎｅ１〜ｌｉｎｅ４を介して最大１０個の入力信号Ｔ１〜Ｔ６、Ｔ８〜Ｔ１０、Ｔ１２を発生することができるようになる。同様に、ｎ個の第１入力ラインｌｉｎｅ１〜ｌｉｎｅｎに対して２個の接触パッドを有する入力パッドにのみ接触を印加されるように配置すれば、ｎ個の第１入力ラインｌｉｎｅ１〜ｌｉｎｅｎに対してそれぞれ１つの接触パッドのみが連結される組合としてｎ個と、２個の接触パッドが共に連結される組合としてｎ＊（ｎ−１）／２個の和になる。例えば、第１入力ラインが６個であれば、６＋（６＊５／２）の個数で最大２１個の入力信号を発生することができる。

上記では、少ない入力ラインで多くの入力信号を発生する入力装置として１個の接触パッドで接触を感知する接触センサーを利用して接触信号を発生し、発生した接触信号をデコーディングし、多くの入力信号を発生するようにした。

図１１は、２００５年１１月２８日に出願された韓国特許出願番号１０−２００５−０１１４４１４号に開示された圧力センサーであって、図３の接触センサーと同様に、１つの圧力パッドだけで圧力を測定する。

図１１の圧力センサーは、圧力パッド５３１及び圧力感知部５００を備える。

図３を参照して図１１の圧力センサーを説明すれば、基準信号発生部５１０は、図３の基準信号発生部１１０と同一の装置であって、基準信号ｒｅｆ＿ｓｉｇを発生する。

圧力パッド５３１は、外部から印加される圧力に応答してインピーダンスが可変されるすべての種類の素子が使用されることができる。

第４信号発生部５３０は、基準信号ｒｅｆ＿ｓｉｇを圧力パッド５３１のインピーダンス値の変化によって可変遅延し、第４信号ｓｉｇ４を出力する。第４信号ｓｉｇ４は、圧力パッド５３１に圧力が印加されなければ、短い遅延時間を有し、圧力が大きく印加されるほどさらに長い遅延時間を有する。

第３信号発生部５２０は、圧力パッド５３１に圧力が印加されない場合に第４信号発生部５３０で基準信号ｒｅｆ＿ｓｉｇが遅延される時間と同一の遅延時間を有する第３信号ｓｉｇ３を発生するために構成されるので、第３信号発生部５２０は、圧力が印加されない場合の圧力パッド５３１のインピーダンス値と第４信号発生部５３０のインピーダンス値とを合算したものと同じインピーダンスの値を有する。

この時、可変されるインピーダンスの値としては、静電容量、抵抗値、及び誘導容量のうちいずれのものでも関係ないが、可変されるインピーダンスの種類によって第３信号発生部５２０と第４信号発生部５３０の構成が決定される。

すなわち可変されるインピーダンスが静電容量である場合、第４信号発生部５３０は、図３の第２信号発生部１３０のように基準信号ｒｅｆ＿ｓｉｇにＲＣ遅延を発生するための抵抗を具備し、第３信号発生部５２０は、図３の第１信号発生部１２０のように抵抗と接地電圧に連結されたキャパシタを備える。

ここで、第３信号発生部５２０は、第３信号ｓｉｇ３を、圧力パッドに圧力が印加されない場合に第４信号発生部５３０で発生する第４信号ｓｉｇ４と同一の遅延時間を有するようにするために構成される。一例として、第３信号発生部５２０の抵抗は、第４信号発生部５３０の抵抗と同一の抵抗値を有し、第３信号発生部５２０のキャパシタは、圧力パッド５３１に圧力が印加されない時の静電容量と同一の静電容量を有するようにする。

同様に、圧力パッド５３１のインピーダンス値で抵抗し可変される場合に、第４信号発生部５３０は、接地電圧に連結されるキャパシタを具備し、第３信号発生部５２０は、第４信号発生部５３０のキャパシタと同一の静電容量のキャパシタと圧力パッド５３１に圧力が印加されない場合の抵抗値と同じ抵抗値を有する抵抗とを備える。

また、圧力パッド５３１のインピーダンス値で誘導容量が可変される場合に、第４信号発生部５３０は、接地電圧に連結される抵抗を具備し、第３信号発生部５２０は、第４信号発生部５３０の抵抗と同一の抵抗値の抵抗と、圧力パッド５３１に圧力が印加されない場合の誘導容量のような誘導容量を有するリアクタンスとを備える。

圧力データ発生部５４０は、第３信号ｓｉｇ３に対する第４信号ｓｉｇ４の遅延時間の差異を測定し、測定された遅延時間の差異に相当する値を圧力データｐｒｅ＿ｄａｔａとして出力する。圧力パッド５３１に圧力が印加されない場合には、第３信号ｓｉｇ３と第４信号ｓｉｇ４の遅延時間は同一なので、圧力データｐｒｅ＿ｄａｔａは、“０”の値として出力され、圧力パッド５３１に圧力が印加されれば、圧力パッド５３１のインピーダンス値が増加し、第４信号ｓｉｇ４の遅延時間がさらに長くなり、遅延時間の差異が発生する。圧力データ発生部５４０は、カウンターなどを利用して遅延時間の差異を測定し、圧力データｐｒｅ＿ｄａｔａを出力する。

ここで、基準信号発生部５１０で発生される基準信号ｒｅｆ＿ｓｉｇの周期が長いほど、そして圧力パッド５３１に可変されるインピーダンス値の幅が大きいほど、さらに大きい圧力を測定することができる。

図１２は、本発明による接触センサー及び圧力センサーを備える入力装置の実施例である。図１２では、圧力を感知するために、図５の入力装置に第３入力ラインｌｉｎｅＰと圧力パッドＰ＿ＰＡＤを具備し、第３入力ラインｌｉｎｅＰと圧力パッドＰ＿ＰＡＤは、第４入力ラインで連結されている。また、入力信号判別部６００には、接触感知部以外に図１１の圧力感知部５００が追加され、圧力データＰ＿ｄａｔａを出力する。

図１２に示されたように、前述した圧力センサーを使用する場合には、入力信号判別部６００に圧力感知部５００を使用したり、接触感知部と圧力感知部を竝行して使用する。また、図８に示されたデコーディング部は、単純に論理信号である“ハイ”と“ロウ”のみを区分してデコーディングするので、圧力感知部５００から出力される圧力データｐ＿ｄａｔａは、デコーディング部に印加されずに、別に出力されなければならない。

図１３乃至図１５は、図１２の圧力パッドを利用して少ない入力ラインで多くの入力信号を発生する入力装置の一実施例を示す図である。

図４乃至図１０では、電気的接触センサーを利用して少ない入力ラインで多くの入力信号を発生する入力装置を示したが、実際電子製品に適用時には、入力信号が多く追加される場合はほとんど発生しない。これは、それぞれの製品の機能が一定水準以上に拡張される場合がほとんどないからである。したがって、最初の設計時からレイアウトの面積を低減するために、本発明による少ない入力ラインで多くの入力信号を発生する入力装置を使用するか、または図５または図９に示されたように、入力ラインのうち２個乃至３個の入力ラインにのみ選択的に適用することが好ましい。しかし、各種携帯機器の発達は、多くの付加機能が発生し、小さい携帯機器に多い入力信号が印加されるように構成されなければならない。特に文字の入力を受ける携帯電話やＰＤＡなどの装置は、数字、ハングル、英文字などの多様な入力を受けなければならないので、多くの入力信号を必要とする。このような文字入力時に、現在は主にタッチスクリーンに文字を表示して選択したり、入力キーを選択して入力をする。特に文字入力時には、該当キーを複数回選択して数字、ハングル、英文字の順に変換したり、別途のモード切換キーを設け、このモード切換キーを複数回選択して数字、ハングル、英文字の順に変換する。また、ハングルでも、平常音と激音に対して区分され、英文字では、大文字と小文字が区分されなければならない。

図１３乃至図１５では、少ない入力ラインで多くの入力信号を入力する装置として圧力センサーが追加された。

図１３乃至図１５は、携帯用機器に圧力センサーを追加したものであって、タッチスクリーン７１０を使用する機器を示す。図１３乃至図１４のように、圧力パッド７２０を別途のキーでキーパッドやタッチスクリーンではない携帯用機器７００を握る指が触れる所に配置する。

ユーザは、特定文字を入力しようとする時、指で圧力パッド７２０に圧力を加える。圧力の強度によってタッチスクリーンに現在圧力に対応する文字入力モードが数字、ハングル唇音、ハングル激音、英文大文字、英文小文字のうち１つで表示され、ユーザは、これにより、タッチスクリーン７１０に現われた文字を選択し、該当文字を入力することができる。

図１３は、圧力パッド７２０に圧力を印加しなかった時、数字入力モードで表示されている。図１４は、圧力パッド７２０に２段階程度の圧力が印加された時、ハングル激音入力モードで表示されている。また、図１５は、圧力パッド７２０に４段階程度の圧力が印加された時、英文小文字入力モードで表示されている。

前述したように、圧力センサーを、文字を入力する場合の補助入力手段として利用すれば、少ない入力ラインで多くの入力信号を発生することができる。

したがって、図４乃至図１０で説明した接触センサーを利用する方法とともに、図１３乃至図１５で説明した圧力センサーを利用する方法を竝合して使用する場合、少ない入力ラインで多くの入力信号を発生することができる。

以上において説明した本発明は、本発明が属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形及び変更が可能であるので、上述した実施形態及び添付された図面に限定されるものではない。

従来のユーザインターフェースの一例であって、接触センサーを入力手段として具備する場合を示す図である。 従来のユーザインターフェースの一例であって、接触センサーを入力手段として具備する場合を示す図である。 １つの入力パッドを備える電気的接触センサーを示す図である。 本発明による入力装置の一実施例である。 本発明による入力装置の一実施例である。 図４及び図５に示された入力パッドを詳細に示す図である。 図４及び図５に示された入力パッドを詳細に示す図である。 図４及び図５に示された入力信号判別部を詳細に示す図である。 本発明による入力装置の他の実施例である。 本発明による入力装置のさらに他の実施例である。 １つの圧力パッドを備える圧力センサーを示す図である。 本発明による接触センサー及び圧力センサーを備える入力装置の実施例である。 図１２の圧力パッドを利用する入力装置を備える電子機器の一実施例を示す図である。 図１２の圧力パッドを利用する入力装置を備える電子機器の一実施例を示す図である。 図１２の圧力パッドを利用する入力装置を備える電子機器の一実施例を示す図である。

符号の説明

２００ 入力信号判別部

Claims (20)

1. ｎ個の第１入力ラインと、
   ｎより大きいｍ個のグループを構成し、前記ｎ個の第１入力ラインとそれぞれ互いに異なる連結を有するｍ個グループのｎ個ずつの第２入力ラインと、
   前記ｍ個グループのｎ個ずつの第２入力ラインに対応して連結されたｎ個ずつの接触手段をそれぞれ備えるｍ個の入力手段と、
   前記ｎ個の第１入力ラインの信号をデコーディングし、入力信号を発生する入力信号判別部と、を備えることを特徴とする入力装置。
2. 前記入力手段は、
   前記ｍ個グループの接触手段として最大２^ｎ−１個グループの接触手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
3. 前記第２入力ラインは、
   前記ｍ個グループのｎ個ずつの接触手段にそれぞれ連結され、１から２^ｎ−１までｎ桁数２進数で各数字の１が位置する桁に対応する前記接触手段と前記第１入力ラインをそれぞれ連結することを特徴とする請求項２に記載の入力装置。
4. 前記入力手段は、
   ユーザから入力を印加される時に前記ｎ個ずつの接触手段のすべてに接触されるようにそれぞれの接触手段を分離し、前記分離した接触手段を分散配置することを特徴とする請求項２に記載の入力装置。
5. 前記入力手段は、
   ユーザから入力を印加される時に前記ｎ個ずつの接触手段のすべてに接触されるようにそれぞれの接触手段のパターンが互いに絡まれるように構成して配置することを特徴とする請求項２に記載の入力装置。
6. 前記入力手段は、
   前記それぞれの接触手段の面積が同一に構成することを特徴とする請求項４または５に記載の入力装置。
7. 前記入力手段は、
   ユーザから入力を印加される時に前記接触手段のすべてに容易に接触されるように複数個の２個ずつの接触手段で構成することを特徴とする請求項２に記載の入力装置。
8. 前記第２入力ラインは、
   前記ｍ個グループのそれぞれ２個ずつの接触手段にそれぞれ連結され、前記ｎ個の第１入力ラインとそれぞれ互いに異なる連結を有することを特徴とする請求項７に記載の入力装置。
9. 前記入力信号判別部は、
   前記ｎ個の第１入力ラインにそれぞれ連結され、ユーザによる入力が前記入力手段に印加されるか否かを感知するｎ個の接触感知部と、
   前記ｎ個の接触感知部から出力される接触信号をデコーディングし、複数個の入力信号を出力するデコーディング部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
10. 前記接触感知部は、
    前記接触手段に接触が発生すれば、接触物体による静電容量の変化を感知し、接触信号を出力することを特徴とする請求項９に記載の入力装置。
11. ｎ個の第１入力ラインと、
    ｎより大きいｍ個のグループを構成し、前記ｎ個の第１入力ラインとそれぞれ互いに異なる連結を有するｍ個グループのｎ個ずつの第２入力ラインと、
    少なくとも１つの第３入力ラインと、
    前記少なくとも１つの第３入力ラインにそれぞれ連結される少なくとも１つの第４入力ラインと、
    前記ｍ個グループのｎ個ずつの第２入力ラインに対応して連結されたｍ個グループのｎ個ずつの接触手段を備える第１入力手段と、
    前記少なくとも１つの第４入力ラインに対応して連結された圧力感知手段を備える第２入力手段と、
    前記ｎ個の第１入力ラインの信号をデコーディングして第１入力信号を発生し、前記少なくとも１つの第３入力ラインに対応して第２入力信号を発生する入力信号判別部と、を備えることを特徴とする入力装置。
12. 前記第２入力手段は、
    圧力が印加されれば、インピーダンスの変化が発生する少なくとも１つの圧力感知手段を備えることを特徴とする請求項１１に記載の入力装置。
13. 前記第２入力ラインは、
    前記ｍ個グループのｎ個ずつの接触手段にそれぞれ連結され、１から２^ｎ−１までｎ桁数２進数で各数字の１が位置する桁に対応する前記接触手段と前記第１入力ラインをそれぞれ連結することを特徴とする請求項１１に記載の入力装置。
14. 前記入力信号判別部は、
    前記ｎ個の第１入力ラインにそれぞれ連結され、ユーザによる入力が前記入力手段に印加されるか否かを感知するｎ個の接触感知部と、
    前記第３入力ラインにそれぞれ連結され、ユーザによる圧力が前記圧力手段に印加されるか否かを感知する少なくとも１つの圧力感知部と、
    前記ｎ個の接触感知部から出力される接触信号をデコーディングして第１入力信号を出力し、前記少なくとも１つの圧力感知部から出力される圧力データをデコーディングして第２入力信号を出力するデコーディング部と、を備えることを特徴とする請求項１１に記載の入力装置。
15. 前記接触感知部は、
    前記接触手段に接触が発生すれば、接触物体による静電容量の変化を感知し、接触信号を出力することを特徴とする請求項１４に記載の入力装置。
16. 前記圧力感知部は、
    前記１つまたは複数個の圧力手段に圧力が印加されれば、発生するインピーダンスの変化を感知し、圧力データを出力することを特徴とする請求項１４に記載の入力装置。
17. 前記入力装置は、
    前記第１入力信号に応答してモードを設定してモード信号を出力し、前記第２入力信号が印加されれば、設定されたモードによって指定された所定の動作を実行する制御部と、
    前記モード信号に応答して現在モードをディスプレイし、前記第２入力信号に対応する表示をディスプレイするディスプレイ部とをさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の入力装置。
18. 前記入力装置は、
    前記第２入力信号に応答してモードを設定してモード信号を出力し、前記第２入力信号が印加されれば、設定されたモードによって指定された所定の動作を実行する制御部と、
    前記モード信号に応答して現在モード及び現在モードに対応する入力キーをディスプレイし、ユーザの入力が印加されれば、入力信号を発生し、前記制御部に出力するタッチスクリーンとをさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の入力装置。
19. 前記入力装置は、
    前記第２入力信号に応答してモードを設定してモード信号を出力し、前記第１入力信号が印加されれば、設定されたモードによって指定された所定の動作を実行する制御部と、
    前記モード信号に応答して現在モードをディスプレイし、前記第１入力信号に対応する表示をディスプレイするディスプレイ部とをさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の入力装置。
20. 前記入力装置は、
    前記第２入力信号に応答してモードを設定してモード信号を出力し、前記第１入力信号が印加されれば、設定されたモードによって指定された所定の動作を実行する制御部と、
    前記モード信号に応答して現在モード及び現在モードに対応する入力キーをディスプレイし、ユーザの入力が印加されれば、入力信号を発生し、前記制御部に出力するタッチスクリーンとをさらに備えることを特徴とする請求項１９に記載の入力装置。

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