KR100204933B1 - 입력장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표시 장치에서 소망 위치로 커서를 조작하기 위한 입력 장치에 관한 것으로, 상기 입력 장치는 핸드 헬드형의 전가기기에 대하여 직접 탑재할 수 있는 정도의 크기로서 XY평면을 이동하도록 구성된 접동 부재와, 상기 접동 부재의 이동 위치를 , 예컨대 XY축 상에서 전기적으로 검출할 수 있는 위치 검출 수단을 구비하며, 상기 접동 부재가 Z축 방향으로 눌려 졌을 때에 개폐하는 스위칭 수단에 의하여 조작 데이타가 입력되도록 한 것이다.

Description

입력 장치
제1a 및 제1b도는 본 발명의 입력 장치의 한 실시예를 나타내는 단면도 및 상면도.
제2도는 위치 검출부의 일예를 나타내는 사시도로서, 설명의 목적상 부분적으로 단면한 도면.
제3도는 본 발명을 적용한 전자기기의 개요도.
제4도는 위치 검출부의 다른 실시예를 나타내는 설명도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 보유부재 12 : XY 이동 부재
13 : 위치 검출 부재 14a,14b,14c,14d : 누름 스위치
본 발명은 전자기기 등의 표시면을 커서 등으로 지시하고, 그 위치에서 조작 데이타를 입력할 때에 적절한 입력 장치에 관한 것이다.
본 발명의 입력 장치에는, 수동으로서 XY 평면을 활동할 수 있도록 배치되어 있는 2차원 접동(摺動)부와, 상기 2차원 접동부와 대치하여 배치되고, 그 위치에 대응하는 2차원의 전기 신호를 출력할 수 있는 평판형 위치 검출 수단과, 또한 상기 2차원 접동부가 Z축 방향으로 눌려졌을 때에 개폐하는 스위칭 수단을 구비하고 있고, 표시면을 갖는 전자기기에 부설하는 것에 의해, 예컨대 표시면의, 임의 위치에 커서를 이동시켜, 그 위치에서 데이타를 입력할 수 있도록 한 것이다.
종래부터, 퍼스널 컴퓨터나, 화상 처리를 행하는 기기 등에서는 표시된 화면의 위치를 커서 등으로 지정하기 위하여, 수동으로 조작하는 마우스, 라이트펜, 태블릿(tablet), 조이스틱 등의 입력 장치가 사용되고 있다.
이러한 입력 장치는 전송선으로 마우스와 전자 기기를 접속하며, 예컨대 책상에서 마우스를 조작하는 것에 의해, 간단하게 표시면을 보면서 임의의 위치에 데이타를 입력하고, 또는 표시면에 라이트펜 조작에 의해 영상화되어 있는 화상의 소망 위치를 지정하고, 그 위치에서 조작 데이타를 입력할 수 있으므로, 키 조작에 의하여 데이타를 입력하는 것에 비하여 간단하고 신속하게 데이타의 입력 조작이 행해 진다.
그러나, 상기와 같은 입력 장치는 책상에 배치되어 있는 비교적 대형의 표시면을 가지는 전자기기에 적용하도록 구성되어 있으므로, 한손으로 직접 조작하도록 하는 형식의 장치, 예를 들면 핸드 헬드 형의 디지타이져나 게임용 기기, 랩톱 형의 콤퓨터의 입력 장치에 적용하면, 조작이 번잡하게 되고, 포인팅 디바이스로서 반드시 원활한 조작을 행하기 어렵다는 문제가 있었다.
본 발명은 이러한 문제점에 감안하여 된 것이고, 예컨대 핸드 헬드형의 전자기기에대하여 직접 탑재할 수 있는 정도의 크기로서 XY 평면을 이동하도록 구성된 접동 부재와, 상기 접동 부재의 이동 위치를, 예컨대 XY축 상에서 전기적으로 검출할 수 있는 위치 검출 수단을 설치하고, 상기 접동 부재가 Z축 방향으로 눌려졌을 때에 개폐하는 스위칭 수단에 의하여 조작 데이타가 입력되도록 한 것이다.
본 발명의 입력 장치는 표시면을 갖는 기기의 조작면에, 손가락 등으로 조작할 수 있는 접동 부재가 설치되어 있으므로, 한쪽 손으로 전자기기를 쥐고서 다른쪽 손으로 상기 접동 부재를 XY축 방향으로 이동하고, 상기 접동 부재의 이동한 위치를 검출하는 것에 의해, 예컨대 표시면의 커서 등을 움직이게 하여 그 점에서 데이타를 간단하게 입력할 수 있도록 한 것이다.
제1a도 및 제1b도는 본 발명의 일실시예를 나타내는 입력 장치의 단면도, 및 그 상면도이다.
이들 도면에서, 사선으로 표시된 부분은 전자 기기의 조작면의 단면을 나타내고 있으며, 이 조작면(10)에 움푹 들어가 있는
Figure kpo00002
형 부분(10A)(이하, 공동 부분이라 함)에는 본 발명의 입력 장치가 배치되어 있다.
입력 장치는 중앙 부분에 개구되어 있는 보유 부재(11)와, 상기 보유부재(11)에 의해 지지되고, XY 평면을 접동 가능하게 지지되어 있는 XY 이동 부재(12) 및 이 XY 이동 부재(12)의 이동 위치를 검출하는 위치 검출 부재(13)로 되어 있고, XY 이동 부재(12)와 상기 조작면(10)의 저면 사이에 배치되어 있는 누름 스위치(14a, 14b, 14c, 14d)로 구성되어 있다.
보유부재(11)에는 그 주변에서 중심으로 향하여 연장되는 탄성 설편(11a)과 접동 돌기부(11b)가 일체로 형성되어 있으며, 상기 탄성 설편(11a)과 접동 돌기부(11b) 사이에 XY이동 부재(12)가 끼워져 있다.
XY 이동 부재(12)의 저면에
Figure kpo00003
형의 하향 돌기부(12a)가, 그 하측에 배치되어 있는 위치 검출부(13)의 표면을 적당한 힘으로 누르도록 형성되어 있고, XY 이동 부재(12)의 표면에는 조작자의 손가락 등에 의해 접촉되도록 하여 상기 XY 이동 부재(12)를 제1b도의 화살표로서 도시한 바와같이 XY 평면으로 이동시킬 수 있도록 한 상향 돌기부(12b)가 설치되어 있다.
또한, 누름 스위치(14a,14b,14c,14d)는 제1b도에서와 같이 보유 부재(11)의 저면을 지지하도록 배치되어 있으며, XY 이동 부재(12)가 위에서 약간 강하게 Z축 방향으로 눌러 졌을 때에, 보유부재(11)이 저면을 통해 상기 누름 스위치(14a,14b,14c,14d)의 어느 스위치가 닫히도록 형성되어 있다.
제2도는 상기의 위치 검출부(13)의 상세한 사시도로서, 설명의 목적상 부분적으로 단면을 도시하고 있고, 13a는 그 하면이 카본 피막층으로 되어 있는 제1평판 저항체, 13b는 도전성의 시트 또는 필름, 13c는 도전제의 시트(13b)의 하측에 배치되어 있는 제2평판 저항체를 나타내고, 그 표면, 즉 도전성의 시트(13b)와 접하는 면에는 평판 항체(13a)와 마찬가지로 카본 피막층이 형성되어 있다.
Pa, Pb는 제1평판 저항체(13a)의 양측에 형성 되어 있는 1쌍의 전극판이고, Pc, Pd는 상기 제2평판 저항체(13c)의 양쪽에 형성되어 있는 1쌍의 전극판을 나타낸다.
본 발명의 입력 장치는 상기와 같은 구성으로 되어 있으므로, 예를 들면 손가락 등에 의하여 XY 이동 부재(12)의 상향 돌기부(12b)의 부분을 가볍게 누르면서, 제1b도의 화살표로서 도시한 바와같이, XY평면 상을 접동하여 임의의 위치로 이동할 수 있다.
XY이동 부재(12)의 하향 돌기부(12a)는 동시에 제1평판 저항체(13a)의 표면을 접동하면서 이동하므로, 표시 화면을 보면서 소망의 위치에 정지하여, XY 이동 부재(12)를 강하게 누르면, 예컨대 제2도의 Q점의 위치에서 도전제의 시트(13b)와 제1평판 저항체(13a)의 카본층 및 제2평판 저항체(13c)의 카본층이 전기적으로 도통한다. 그러면, 제1평판 저항체(13a)의 전극판(Pa, Pb)의 사이의 저항이 도전성의 시트(13b)에 의하여 RA와 RB로 분할되고, 제2평판 저항체(13c)의 전극판(Pc, Pd)사이의 저항값도 Q점에서 분할되어, RC, RD의 값이 발생한다.
따라서, 1쌍의 전극판(Pa, Pb)의 사이 및 (Pc, Pd)의 사이의 전압(V)을 인가하면, 도전성의 시트(13b)의 리드 단자(T)와 전극판 Pa 사이의 전압은 :
VQX= RB/(RA+ RB)
로서 검출되고, 리드 단자(T)와 전극판 PC사이의 전압은 :
VQY= RC/ (RC+ RD)
로서 검출할 수 있다.
즉, XY 이동 부재(12)의 접동 위치 Q점은 X축 방향에서 VQX, Y축 방향에서 VQY의 값으로서 검출할 수 있다.
그래서, 이 검출값을 각각 A/D 변환기 등에 의해 디지탈 신호로 변환하여 전자 기기의 제어부에 입력하면, 예컨대 전자기기의 표시면에 표시되어 있는 커서의, 위치를 Q 점의 위치에 대응하게 이동할 수 있다.
또한, 상기 Q점의, 위치에서 XY 이동부재(12)를 더욱 강하게 누르면 보유부재(11)의 저면에 배치되어 있는 누름 스위치(14a,14b,14c,14d)이 어느것이 온으로 전환되므로, 이 온 신호에 의해서 커서 위치에 표시되어 있는 영상 화상 또는 문자등을 데이타로서 전자 기기의 제어부에 입력하는 입력 조작을 행할 수 있다.
이러한 조작은 마우스 등에 의하여 데이타를 입력 하는 수법과 유사하지만, 본 발명의 경우는 특히 이러한 입력 장치를 핸드-헬드형의 전자기기의 조작면에 배치 가능하도록 구성하고 있으므로, 한손으로 전자기기를 쥐고, 다른 쪽 손으로 입력 장치를 조작하여, 어떠한 장소에서도 표시 화면을 보면서 데이타를 선택적으로 입력할 수 있고, 입력 조작이 용이하다고 하는 특징이 있다.
상기와 같은 입력 장치의 적용예로서는, 예컨대 제3도에 나타나듯이 전자기기(20)의 표면에 액정으로 구성된 표시부(21)를 구비한 핸드 헬드형의 전자기기를 고려할 수 있다.
상기 전자기기(20)의 조작면에는 데이타를 입력하는 텐-키(ten-key) 보턴(22), 및 기능키 보턴(23)을 구비하고 있으며, 그 조작면의 일부에 본 발명의, 실시예에서 설명한 바와같은 입력 장치(24)를 설치하고, 핸드 헬드형의 디지타이저 또는 리모콘의 코맨더, 게임기로 하는 것이 있다.
제4도는 위치 검출을 광으로 행하는 무접촉형의 위,치 검출부의, 실시예를 나타낸다.
제4도에서, 15는 감압형의, 시트 스위치를 나타내고, 이 감압형의 시트 스위치(15)의 주변부에는 상방으로 돌출한 벽면(16)이 형성되어 있다. 그리고, 이 벽면(16)의 X축 방향의 한 측(16A)과 이에 대항하는 면(16B)에는 각각 복수개의 발광 다이오드 DX, DX, …DX와 수광용의 포토 다이오드 PX, PX, … PX가 설치되어 있다.
또한, 벽면의 Y축 방향의, 한 측(16C)과, 이에 대항하는 면(16D)에는 마찬가지로 소정의 간격으로서 복수개의 발광 다이오드 Dy, Dy, …Dy와 수광용의, 포토 다이오드 Py, Py, …Py가 배열되어 있다.
이러한 위치 검출용의 광 어레이 소자와, 상기와 같은 XY접동 부재를 결합시켜, 예컨대 XY접동 부재를 이동했을 때, 하향 돌기부(12a)가 X축 방향 및 Y축 방향으로 방출되어 있는 광 어레이를 Q점에서 저지하면, 그 교점을 통과하는 광만이 수광용의 포토다이오드에 도달하지 않도록 할 수가 있으므로, 광을 수광하고 있지 않는 다이오드 PXQ, PYQ의 위치를 검출하는 것에 의해, 접동부의, 위치를 검출할 수 있게 되고, 또한 이 점에서 접동 부재를 강하게 누르면, 감압형의 시트 스위치(15)의 상하면에 형성되어 있는 도전성 피막이 접촉하고, 이 접촉에 의해 출력되는 전기 신호가 접동부의 위치 데이타를 전자기기의 제어부에 입력한다.
또한, 위치 검출부(13)로서는 이 외에도 용량 변화를 이용하는 것이나, 표면파의 반사를 이용한 위치 검출 수단을 사용하는 것도 가능하다.
상기 실시예의 제1도에 도시되어 있는 누름 스위치(14a,14b,14c,14d)를 생략하고, XY 접동부재(12)의 표면에 누름 스위치를 설치하도록 하여도 좋다.
이상에서 설명한 바와같이, 본 발명의 입력 장치는 손가락 등을 이용하여 2차원 방향으로 접동하도록 접동 부재와, 상기 접동 부재의 동작 위치를 검출하는 위치 검출 수단과, 또한 접동 부재가 눌려졌을 때에 개폐하는 스위칭 수단을 구비하고, 이와 같은 입력 장치가 전자기기의 조작면 등에 직접 장착하도록 되어 있으므로, 핸드 헬드형의 전자기기의 표시면에 데이타를 입력할 때, 또는 표시 화면 내임의 위치에 있는 데이타를 호출하는 바와같은 입력 조작이 매우 간단하게 행해진다는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 상벽을 갖는 보유 부재와; 돌기가 그 저면으로부터 연장되고, 표시 장치의 좌표 시스템에 대응하는 2차원 좌표 시스템 상의 상기 보유 부재 내에 배치되어 , 상기 표시 장치의 상기 좌표 시스템의 소정 좌표 위치를 식별하기 위해 상기 2차원 좌표 시스템 상에서 이동가능하게 되어 있는 상기 접동 부재와, 상기 보유 부재 내에 상기 접동 부재의 바로 아래 배치되고, 평행하고 대향되는 한 쌍의 평판 저항체와 이들 사이에 배치된 전기 도전성 시트를 포함하는 검출기를 구비하며, 상기 보유 부재의 상기 상벽은 탄성적으로 변형가능하며 상기 접동 부재와 맞물려서 상기 접동 부재의 상기 돌기가 상기 검출기와 연속적으로 접동하면서 접촉하도록 되어 있고, 상기 2차원 좌표 시스템에 수직하는 방향에서 상기 접동 부재에 가해진 데이터 입력 명령 힘에 응답하는, 상기 보유 부재의 외측의 저면의 바로 아래에 설치된 복수개의 스위치를 포함하는 스위칭 수단을 또한 구비하는 입력 장치.
입력 장치에 있어서, 표시 장치의 좌표 시스템에 대응하게 설정된 2차원 좌표 시스템 상에 배치되어, 상기 표시 장치의 상기 좌표 시스템의 소망의 좌표 위치를 식별하기 위해 상기 2차원 좌표 시스템 상에서 이동가능하게 되어 있으며, 그것을 누르는 데이터 입력 명령 힘에 의해 상기 2차원 좌표 시스템에 수직하는 방향으로도 또한 조작될 수 있는 접동 부재와, 상기 2차원 좌표 시스템 상의 상기 접동 부재의 좌표 위치를 검출하기 위해 상기 접동 부재와 결합되어, 상기 2차원 좌표 시스템의 제1좌표 축 상의 상기 접동 부재의 제1좌표 위치를 나타내는 제1성분과, 상기 2차원 좌표 시스템의 제2좌표 축 상의 상기 접동 부재의 제2좌표 위치를 나타내는 제2성분을 갖는 접동 부재 위치 표시 신호를 발생하는 검출기, 및 상기 데이터 입력 명령 힘에 응답하여 상기 접동 부재 위치 표시 신호에 의해 식별되는 상기 표시 장치 상의 상기 소정 위치에 데이터 입력을 가능케 하는 스위칭 수단을 구비하며, 상기 검출기는 평행하고 대향하는 한 쌍의 평판 저항체와 이들 사이에 배치된 전기 도전성 시트를 포함하며, 상기 검출기에 의해 발생되는 상기 접동 부재 위치 표시 신호의 상기 제1 및 제2성분은 상기 2차원 좌표 시스템의 상기 접동 부재의 상기 위치에 대한 연속 값에 대응하고, 상기 도전성 시트를 그 사이에 갖는 상기 평판 저항체는 상기 접동 부재의 저면의 아래에 배치되고, 상기 접동 부재의 저면은 상기 평판 저항체 중 위쪽의 평판 저항체의 상면에 연속적으로 접촉하도록 연장하는 돌기를 가지며, 상기 2개의 평판 저항체 전체는 상기 돌기 바로 아래의 상기 도전성 시트에 접촉하고, 상기 입력 장치는 본체 및 키보드를 또한 포함하며, 여기서 상기 접동 부재, 검출기, 스위칭 수단, 표시 장치, 및 상기 키보드는 일체형으로 제공되고, 상기 입력 장치는 상기 본체 내 공동 부분(recess)에 제공되며, 상기 접동 부재는 상기 접동 부재를 상기 입력 장치의 상기 2차원 좌표 시스템 상에서 이동시키기 위한 위치를 이동시키는 힘을 받는 누름 수단을 그 상면에 가지며, 상기 입력 장치는 상기 접동 부재를 보유하는 개구가 형성되어 있는 보유 부재를 또한 포함하며, 상기 보유 부재는 상기 접동 부재가 상기 표시 장치의 영역에 대응하는 소정 영역 내의 상기 입력 장치의 상기 2차원 좌표 시스템 상에서 이동하도록 제한하는 측면 에지와, 상기 접동 부재의 상면에 지지되며 상기 접동 부재를 이동시키기 위한 상기 누름 수단에의 접근을 제공하는 개구를 그 내측에 갖는 탄성상면, 및 상기 접동 부재와 상기 보유 부재의 중앙 부분의 상기 검출기를 아래에서 지탱하는 저면을 포함하는 것에 의해, 상기 검출기가 상기 접동 부재의 상기 저면의 상기 돌기 수단의 위치를 검출하고, 상기 스위칭 수단은 상기 개구의 저면과 상기 보우 부재의 외측 저면 간에 설치된 복수개의 스위치를 포함하며, 상기 복수개의 스위치는 상기 보유 부재의 주변으로부터 그 중앙 부분의 외측에 분포되어 있으며, 1개 이상의 상기 스위치는 상기 입력 명령 힘이 충분히 강하게 제공될 때 스위칭되는 입력 장치.
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