KR100756468B1 - 키 눌림 하중 감지 장치 - Google Patents

키 눌림 하중 감지 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100756468B1
KR100756468B1 KR1020050115457A KR20050115457A KR100756468B1 KR 100756468 B1 KR100756468 B1 KR 100756468B1 KR 1020050115457 A KR1020050115457 A KR 1020050115457A KR 20050115457 A KR20050115457 A KR 20050115457A KR 100756468 B1 KR100756468 B1 KR 100756468B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
key
pattern
board
load
pressed
Prior art date
Application number
KR1020050115457A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20070056573A (ko
Inventor
신동용
이연석
Original Assignee
신동용
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 신동용 filed Critical 신동용
Priority to KR1020050115457A priority Critical patent/KR100756468B1/ko
Publication of KR20070056573A publication Critical patent/KR20070056573A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100756468B1 publication Critical patent/KR100756468B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/02—Input arrangements using manually operated switches, e.g. using keyboards or dials
    • G06F3/0202—Constructional details or processes of manufacture of the input device
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613—Constructional details or arrangements for portable computers
    • G06F1/1633—Constructional details or arrangements of portable computers not specific to the type of enclosures covered by groups G06F1/1615 - G06F1/1626
    • G06F1/1662—Details related to the integrated keyboard
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63F—CARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A63F13/00—Video games, i.e. games using an electronically generated display having two or more dimensions
    • A63F13/20—Input arrangements for video game devices
    • A63F13/24—Constructional details thereof, e.g. game controllers with detachable joystick handles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/70—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard
    • H01H13/702—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard with contacts carried by or formed from layers in a multilayer structure, e.g. membrane switches
    • H01H13/704—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard with contacts carried by or formed from layers in a multilayer structure, e.g. membrane switches characterised by the layers, e.g. by their material or structure
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/94—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
    • H03K2217/965—Switches controlled by moving an element forming part of the switch
    • H03K2217/9651—Switches controlled by moving an element forming part of the switch the moving element acting on a force, e.g. pressure sensitive element

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Input From Keyboards Or The Like (AREA)
  • Push-Button Switches (AREA)

Abstract

본 발명은 키 눌림 하중 감지 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 장치는 보드; 상기 보드에 형성되는 적어도 하나의 패턴; 상기 적어도 하나의 패턴과 각각 전기적으로 연결되며, 상기 전기적인 패턴의 변형에 의해 발생하는 전기 신호를 이용하여 하중을 계산하는 하중 계산부를 포함하되, 상기 패턴은 키 입력 장치에서의 소정의 키의 위치에 상응하여 상기 보드에 형성되며, 상기 키 입력 장치의 특정 키가 눌릴 때에 가한 힘에 상응하여 변형된다. 본 발명에 따르면, 본 발명에 의한 키 눌림 하중 감지 장치의 실시예에 따르면, 키보드, 키패드, 게임 컨트롤러와 같은 다양한 키 입력 장치에 적용되어 키 버튼을 누르는 세기를 감지할 수 있으며, 보다 간편하고 현실감 있는 게임 플레이 제어가 가능한 장점이 있다.
키, 버튼, 게임

Description

키 눌림 하중 감지 장치{Key Press Weight Detection Deivce}
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 키 눌림 하중 감지 장치의 전체적인 구성을 도시한 블록도.
도 2는 종래의 키보드의 구성을 도시한 도면.
도 3은 종래의 키보드에 구비되는 키 눌림 감지 패턴의 일부의 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 키 눌림 하중 감지 장치가 적용된 키보드의 구성을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 키보드 내부의 패턴의 일부를 도시한 도면.
도 6은 키패드가 구비되는 휴대용 장치 중 본 발명에 의한 키 눌림 하중 감지 장치가 적용된 휴대폰의 일 실시예를 도시한 도면.
도 7은 키패드가 구비되는 휴대용 장치 중 본 발명에 의한 키 눌림 하중 감지 장치가 적용된 휴대폰의 다른 실시예를 도시한 도면.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 키 눌림 하중 감지 장치가 적용된 게임 컨트롤러의 실시예들을 도시한 도면.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 하중 감지를 위해 형성되는 패턴들의 일례를 도시한 도면.
도 13은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 패턴 변형 시의 간섭을 방지하기 위한 패턴 형상의 일례를 도시한 도면.
도 14 및 도 15는 패턴 변형 시의 간섭을 방지하기 위한 홀의 형상들을 도시한 도면.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 패턴이 보드에 형성될 때 패턴 변형 시의 패턴간 간섭을 최소화하기 위한 홀이 복수의 패턴에 대해 형성된 예를 도시한 도면.
도 17은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 키 버튼을 누를 때 가해지는 힘을 하중 감지를 위한 패턴에 전달하기 위한 상세한 구성을 도시한 도면.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 키 버튼을 누를 때 가해지는 힘을 하중 감지를 위한 패턴에 전달하기 위한 상세한 구성을 도시한 도면.
도 19는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 패턴의 저항 변화에 의해 출력되는 전기 신호를 이용하여 키를 누를 때 가해진 힘을 계산하는 하중 계산부의 구성을 도시한 블록도.
도 20은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 서브 패턴의 연결 상태를 도시한 회로도.
본 발명은 키 눌림 하중 감지 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 키보드, 키패드, 게임 컨트롤러와 같은 다양한 종류의 키 입력 기능을 제공하는 장치에 적용될 수 있는 장치에 관한 것이다.
최근 휴대폰과 같은 휴대용 기기 및 컴퓨터와 같은 각종 전자 장치들의 발달과 함께 전자 장치들을 제어하기 위한 사용자 인터페이스의 중요성이 강조되고 있다.
휴대폰, 컴퓨터와 같은 장치들은 대부분 키보드 또는 키패드와 같은 사용자 인터페이스에 의해 제어가 되고 있으며, 제한된 숫자의 키 버튼으로 보다 다양한 방식의 제어에 대한 요구는 계속 증가되고 있는 추세이다.
특히, 근래에 들어 중요한 엔터테인먼트의 하나로 자리잡아가고 있는 게임의 경우, 한정된 숫자의 버튼으로 다양한 종류의 조작을 할 것을 요구하고 있다.
예를 들어, 종래의 축구 게임의 경우, 슛버튼, 패스 버튼, 방향 조작 버튼 등 다양한 종류의 버튼을 이용하여 게임을 플레이할 것이 요구되고 있다. 특히, 축구 게임의 경우 슛 또는 패스의 강약 조절이 요구되는데, 이러한 강약 조절은 키를 누르는 시간을 이용하여 이루어지거나 강한 패스 및 약한 패스를 서로 다른 버튼으로 설정하여 강약 조절이 이루어지는 것이 일반적이었다.
그러나, 키를 누르는 시간에 비례하여 강약을 조절하는 것은 현실감이 떨어지는 문제점이 있었으며, 다른 버튼을 통해 강약을 조절하는 것은 사용자의 조작을 어렵게 만드는 문제점이 있었다.
축구 게임과 같은 스포츠 게임뿐만 아니라 레이싱 게임, 대전 격투기 게임은 물론 다양한 종류의 게임에서 특정 동작의 강약을 조절하는 것이 요구되나, 이러한 강약 조절은, 상술한 바와 같이, 키 버튼을 누르는 시간 또는 다른 종류의 키버튼을 통해 이루어지는 것이 일반적이었다.
현실감이 강조되는 게임에서, 키를 누른 시간 등을 통해 강약이 조절되는 것은 게임의 현실감을 떨어뜨리는 문제점이 있었다. 현실감있는 게임 플레이를 위해 실제 버튼을 누른 세기에 비례하여 강약이 조절되는 것이 많은 사용자에 의해 요구되고 있으나, 기존의 키보드 또는 키패드의 구성으로는 이러한 요구를 만족시킬 수 없었다.
게임의 경우뿐만 아니라, 한정된 숫자의 키 버튼을 가지는 휴대용 장치에서 한정된 숫자의 버튼으로 보다 다양한 제어가 가능하도록 키 버튼 눌림의 강약 여부를 감지하여 서로 다른 제어가 이루어지도록 하는 것이 요구되고 있다.
본 발명에서는 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 키보드, 키패드, 게임 컨트롤러와 같은 다양한 키 입력 장치에 적용되어 키 버튼을 누르는 세기를 감지할 수 있는 키 눌림 하중 감지 장치를 제안하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 게임에서 보다 간편하고 현실감 있는 게임 플레이 제어가 가능한 키 눌림 하중 감지 장치를 제안하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 키보드, 키패드, 게임 컨트롤러와 같은 기존의 키 입력 장치의 사이즈 및 형상에 변형을 주지 않으면서 키 버튼을 누르는 세기를 감지할 수 있는 키 눌림 하중 감지 장치를 제안하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 적은 비용으로 각 키 버튼을 누르는 세기를 감지할 수 있는 키 눌림 하중 감지 장치를 제안하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 보드; 상기 보드에 형성되는 적어도 하나의 패턴; 상기 적어도 하나의 패턴과 각각 전기적으로 연결되며, 상기 전기적인 패턴의 변형에 의해 발생하는 전기 신호를 이용하여 하중을 계산하는 하중 계산부를 포함하되, 상기 패턴은 키 입력 장치에서의 소정의 키의 위치에 상응하여 상기 보드에 형성되며, 상기 키 입력 장치의 특정 키가 눌릴 때에 가한 힘에 상응하여 변형되는 키 눌림 하중 감지 장치가 제공된다.
상기 보드는 플렉서블(Flexible) 보드 또는 하드(Hard) 보드일 수 있다.
상기 키 입력 장치는 키보드, 키패드, 게임 컨트롤러를 포함할 수 있다.
상기 패턴은 상기 키 입력 장치의 특정 키가 눌릴 경우, 상기 특정 키의 하부에 구비된 접촉 부재에 의해 직접 또는 간접적으로 힘을 받아 형상이 변형되며, 상기 형상 변형에 상응하여 저항이 변경된다.
상기 패턴은 적어도 하나의 서브 패턴을 포함하며, 상기 적어도 하나의 서브 패턴은 휘트스톤 브리지 회로를 형성하며, 상기 하중 계산부는 상기 서브 패턴이 형성하는 휘트스톤 브리지 회로의 출력 전압을 이용하여 하중을 계산할 수 있다.
상기 키 입력 장치가 키보드일 경우, 상기 키보드는 서로 이격되어 있고 키 눌림에 따라 단락되는 제1 키눌림 감지 보드와 제2 키 눌림 감지 보드 및 상기 제1 키눌림 감지 보드와 제2 키눌림 감지 보드 사이에 다수의 홀이 형성되어 있는 절연체 보드를 포함하며, 상기 보드는 상기 제2 키눌림 감지 보드 하부에 설치될 수 있다.
상기 키 입력 장치가 키패드 또는 게임 컨트롤러일 경우, 상기 보드는 상기 키패드 또는 게임 컨트롤러의 키 눌림을 감지하기 위한 보드의 상부 또는 하부에 설치될 수 있다.
상기 각각의 패턴 주위로 패턴의 변형이 다른 패턴에 주는 영향을 최소화하기 위한 적어도 하나의 홀이 형성될 수 있다.
상기 하중 계산부는, 패턴의 변형에 상응하여 출력되는 전기 신호를 증폭하는 증폭기; 상기 증폭기의 출력 신호에 대해 필터링을 수해하는 필터; 및 상기 필터의 출력 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터를 포함하되, 상기 A/D 컨버터의 출력 신호는 프로세서로 입력되며, 프로세서는 미리 설정된 알고리즘에 의해 하중을 계산할 수 있다.
상기 서브 패턴의 수는 4개이며, 2개의 서브 패턴은 키 눌림 하중에 의해 그 길이가 줄어드는 영역에 형성되고, 2 개의 패턴은 키 눌림 하중에 의해 그 길이가 늘어나는 영역에 형성될 수 있다.
상기 서브 패턴의 수는 2개이며, 상기 2개의 서브 패턴은 키 눌림 하중에 의해 그 길이가 줄어드는 영역 또는 늘어나는 영역 중 어느 하나에 형성될 수 있다.
상기 키 입력 장치의 키버튼의 하부에는 외벽이 형성되며, 상기 외벽에는 키를 누를 때의 힘에 비례하여 체적이 변화하는 중간 매개체가 수용되고, 상기 중간 매개체의 변형에 의해 키를 누를 때의 힘이 상기 보드에 전달될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 다수의 키 버튼을 포함하는 키패드; 상기 키패드의 하부에 설치되며, 상기 키 버튼의 눌림 여부를 감지하는 키 눌림 감지 보드; 상기 키 눌림 감지 보드의 상부 또는 하부에 설치되는 보드; 상기 보드에 형성되는 적어도 하나의 패턴; 상기 적어도 하나의 패턴과 각각 전기적으로 연결되며, 상기 패턴의 변형에 의해 발생하는 전기 신호를 이용하여 하중을 계산하는 하중 계산부를 포함하되, 상기 패턴은 상기 키패드의 소정의 키 버튼의 위치에 상응하여 상기 보드에 형성되며, 상기 키 입력 장치의 특정 키 버튼이 눌릴 때에 가한 힘에 상응하여 변형되는 휴대용 장치가 제공된다.
다수의 키 버튼을 포함하는 키패드; 상기 키패드의 하부에 설치되며, 상기 키 버튼의 눌림 여부를 감지하는 키 눌림 감지 보드; 상기 키 눌림 감지 보드의 상부 또는 하부에 설치되는 보드; 상기 보드에 형성되는 적어도 하나의 패턴; 상기 적어도 하나의 패턴과 각각 전기적으로 연결되며, 상기 패턴의 변형에 의해 발생하는 전기 신호를 이용하여 하중을 계산하는 하중 계산부를 포함하되, 상기 패턴은 상기 키패드의 소정의 키 버튼의 위치에 상응하여 상기 보드에 형성되며, 상기 키 입력 장치의 특정 키 버튼이 눌릴 때에 가한 힘에 상응하여 변형되는 게임 컨트롤 러가 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 키 입력 장치에서 키 눌림을 감지하기 위한 패턴이 형성된 보드에 함께 형성되는 적어도 하나의 하중 감지 패턴; 상기 적어도 하나의 하중 감지 패턴과 각각 전기적으로 연결되며, 상기 하중 감지 패턴의 변형에 의해 발생하는 전기 신호를 이용하여 하중을 계산하는 하중 계산부를 포함하되, 상기 하중 감지 패턴은 키 입력 장치에서의 소정의 키의 위치에 상응하여 상기 보드에 형성되며, 상기 키 입력 장치의 특정 키가 눌릴 때에 가한 힘에 상응하여 변형되는 키 눌림 하중 감지 장치가 제공된다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 키 눌림 하중 감지 장치의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 키 눌림 하중 감지 장치의 전체적인 구성을 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 하중 감지 장치는 보드(100), 보드에 형성되는 복수의 전기적인 패턴(102) 및 각각의 패턴과 전기적으로 연결된 하중 계산부(104)를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 키 눌림 하중 감지 장치는 키 조작을 통해 사용자의 커맨드를 전달하는 다양한 장치에 적용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 키 눌림 하중 감지 장치는 일반적인 컴퓨터의 키보드, 휴대용 장치의 키패드, 마우스 및 게임 컨트롤러와 같은 장치에 적용될 수 있을 것 이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 키 눌림 하중 감지 장치의 보드(100)는 상술한 키보드, 키패드, 컨트롤러의 키 버튼의 눌림 여부를 감지하는 회로의 상부 또는 하부에 배치된다. 이와 달리, 키 버튼의 눌림 여부를 감지하는 회로가 형성되는 보드가 본 발명에 의한 키 눌림 하중 감지 장치의 보드로서의 역할을 할 수도 있을 것이다.
보드(100)는 전기적인 패턴이 형성될 수 있는 어떠한 종류의 물질로도 이루어질 수 있을 것이다. 보드는 유전체 재질일 수도 있으며 필요에 따라 큰 강도를 견디기 위해 스틸(Steel)과 같은 금속 재질의 보드일 수도 있다. 단 금속 재질일 경우 패턴들 사이는 전기적으로 절연이 되도록 할 필요가 있을 것이다.
키보드, 키패드, 게임 컨트롤러 등의 키 버튼의 하부에는 키의 눌림에 따라 상기 키 버튼의 눌림 여부에 따라 접촉하는 접촉 부재가 결합되며, 상기 접촉 부재는 사용자의 키 조작에 따라 움직인다. 보드(100)는 상기 키 버튼의 하부에 결합되는 접촉 부재로부터 직접 또는 간접적으로 사용자가 키를 누를 때 발생하는 힘을 전달받는다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 보드(100)는 유연성이 있는(Flexible) 보드일 수 있다. 예를 들어, 보드(100)는 유연성이 있는 필름 PCB 보드 일 수 있다. 이와 같이 유연성이 있는 보드는 키 버튼의 접촉 부재가 직접 또는 간접적으로 힘을 전달할 경우 전달된 힘에 비례하여 변형된다.
본 발명의 실시예에 따른 보드(100)는 반드시 유연성을 갖출 필요는 없으며, 가해진 힘에 따라 특정한 변형을 일으킬 수 있는 보드인 것으로 충분하다. 예를 들어, 하드 PCB 보드 역시 큰 강도를 버터야 하는 경우에 이용될 수 있다.
보드가 키 버튼의 접촉 부재로부터 사용자가 키를 누른 힘에 상응하여 변형되도록 설치되는 자세한 실시예는 별도의 도면을 참조하여 상세히 후에 상세히 설명하도록 한다.
패턴(102)은 보드에 형성되며, 전기적인 도선으로 구현된다. 보드에 형성되는 패턴은 보드의 변형에 상응하여 변형된다. 패턴은 키보드 또는 키패드 등에 구비된 다수의 키 버튼의 위치에 상응하여 형성된다. 즉, 키보드 또는 키패드 등에 구비되는 각각의 버튼에 가해지는 힘을 감지하기 위해 패턴은 해당 버튼의 하부에 상응하는 위치에 형성된다. 예를 들어, 키보드의 모든 키에 대해 사용자가 키를 누르는 힘을 감지하고자 할 경우, 패턴은 각 키의 위치에 상응하여 보드에 형성된다. 특정 키에 대해서만 사용자가 키를 누르는 힘을 감지하고자 할 경우, 선택된 키의 위치에 상응하여 패턴이 보드에 형성된다.
도 1에는 패턴이 블록으로 도시되어 있으며, 패턴의 상세한 형상은 별도의 도면을 통해 상세히 설명하기로 한다.
보드(102)에 형성되는 패턴(102)은 사용자가 키를 누를 때 인가한 힘에 비례하여 변형된다. 보드가 사용자가 키를 누를 때 가한 힘에 비례하여 변형되므로 패턴(102) 역시 보드의 변형에 상응하여 변형된다.
보드의 형성되는 복수의 패턴(102) 각각은 패턴의 변형량을 감지하여 사용자가 키를 누를 때 가한 힘을 계산하는 하중 계산부(104)와 연결된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 패턴은 사용자가 키를 누를 때 길이가 변화하며, 패턴의 길이 변화는 패턴의 저항값을 변화시키는 바, 하중 계산부(104)는 변화된 저항값을 이용하여 패턴의 변형량을 계산한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 저항값이 변할 때 이에 상응하는 전기 신호를 출력하는 휘트스톤 브리지 회로의 원리를 이용하여 패턴의 변형량을 계산한다. 휘트스톤 브리지 회로의 원리 이외에도 저항값의 변화를 감지하기 위한 다양한 방식이 이용될 수 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다.
하중 계산부(104)는 패턴의 저항 변화에 따라 출력되는 전기 신호를 미리 설정된 방식으로 변환하고 변환된 신호를 이용하여 사용자가 키를 누를 때 가한 힘을 계산한다.
본 발명에 의한 키 눌림 하중 감지 장치는 사용자가 키보드, 키패드, 게임 컨트롤러와 같은 게임 컨트롤 인터페이스 장치를 이용하여 게임을 플레이할 때 보다 현실감 있는 게임 플레이가 가능하도록 한다.
예를 들어, 사용자가 축구 게임을 즐기는 경우, 사용자가 강하게 키를 누를 경우 강한 패스 또는 슛이 이루어지도록 할 수 있는 바, 종래에 키를 누른 시간 또는 키의 종류를 판단하여 슛 또는 패스의 강약이 조절되는 경우보다 간단하고 현실감 있는 게임 컨트롤이 가능하다.
또한, 레이싱 게임의 경우에도 본 발명에 의한 키 눌림 하중 감지 장치는 유용하게 적용될 수 있다. 종래의 레이싱 게임은 가속 페달 또는 브레이크 페달을 순간적으로 누르는 정도를 게임에 반영할 수 없었다. 종래의 레이싱 게임은 브레이크 페달 또는 가속 페달을 누르는 시간에 비례하여 자동차의 속도를 제어했는바, 이러한 제어 방식은 실제의 자동차 조작과는 차이가 있는 제어 방법이었다. 본 발명에 의한 키 눌림 하중 감지 장치를 이용할 경우, 사용자가 키를 누를 때 가한 힘을 감지하여 순간적으로 브레이크 또는 가속 페달을 누른 정도를 계산할 수 있고 이를 게임에 반영할 수 있는바 보다 현실감 있는 레이싱 게임의 구현이 가능하다.
스포츠 게임 또는 레이싱 게임 이외에도 본 발명에 의한 키 눌림 하중 감지 장치는 대전 격투 게임 및 각종 아케이드 게임은 물론 모든 종류의 게임에 다양한 방식으로 적용될 수 있을 것이며, 게임 이외의 분야에서도 다양한 키 조작을 위해 이용될 수도 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명에 의한 키 눌림 하중 감지 버튼은 휴대 전화기에서 문자 입력 시에 이용될 수도 있을 것이다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 키 눌림 하중 감지 장치는 종래의 키보드, 키패드, 게임 컨트롤러와 같은 게임 컨트롤 인터페이싱 장치의 사이즈 및 형상을 거의 변화시키지 않고 많은 비용을 소요하지 않으면서 게임 컨트롤 인터페이싱 장치에 적용되는 것이 가능하다. 위에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 키 눌림 하중 감지 장치는 패턴이 형성된 얇은 보드를 키 눌림을 감지하기 위한 회로 보드의 상부 또는 하부에 설치하거나 키 눌림을 감지하기 위한 회로 보드에 함께 패턴을 형성하는 바, 게임 컨트롤 인터페이스 장치의 사이즈 및 형상에 전혀 영향을 주지 않는다.
이하에서는 본 발명에 의한 키 눌림 하중 감지 장치가 키보드, 키패드, 게임 컨트롤러와 같은 게임 컨트롤 인터페이싱 장치에 적용되는 상세한 실시예를 설명한 다.
도 2는 종래의 키보드의 구성을 도시한 도면이며, 도 3은 종래의 키보드에 구비되는 키 눌림 감지 패턴의 일부의 구성을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 종래의 키보드는 키보드 케이스(200), 상부 PCB(Prited Circuit Board, 202), 절연체 보드(204) 및 하부 PCB(206)를 포함한다.
도 3을 참조하면, 상부 PCB(202) 및 하부 PCB(206)에는 키 눌림을 감지하기 위한 회로가 형성된다. 상부 PCB(202) 및 하부 PCB(206)에 형성되는 회로 패턴은 도 3과 같이 동일할 수도 있으며, 필요에 따라 다르게 형성될 수도 있다. 여기서 상부 PCB(202), 절연체 보드(204) 및 하부 PCB(206)는 외부의 힘에 대해 유연하게 변형되는 필름 형태의 보드인 것이 일반적이다.
키보드의 키 버튼이 사용자에 의해 눌려질 경우, 키 버튼 하부의 접촉 부재(미도시)는 상부 PCB(202)에 접촉한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 절연체 보드(204)에는 키 버튼의 위치에 상응하여 홀이 형성되어 있다. 접촉 부재에 의해 상부 PCB(202)의 회로 패턴이 눌려질 경우, 절연체 보드(204)에 형성된 홀에 의해 상부 PCB(202)의 회로 패턴은 하부 PCB(206)의 회로 패턴에 접촉하여 상부 PCB(202)와 하부 PCB(204)의 회로 패턴은 단락 상태가 된다.
종래의 키보드는 상부 PCB의 특정 패턴과 하부 PCB의 특정 패턴 사이의 단락 여부를 판단하여 사용자에 의해 키가 눌렸는지 여부를 감지한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 키 눌림 하중 감지 장치가 적용된 키보드의 구성을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 키보드 내부의 패턴의 일부를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 키 눌림 하중 감지 장치가 적용된 키보드는 상부 PCB(400), 절연체 보드(402), 하부 PCB(404) 및 하중 감지 패턴 보드(406)를 포함할 수 있다.
도 2와 비교할 때 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 키 눌림 하중 감지 장치가 적용된 키보드는 하중 감지 패턴 보드(406)를 더 포함한다. 도 4에는 하중 감지 패턴 보드(406)가 가장 하부에 설치되는 구성이 도시되어 있으나, 하중 감지 패턴 보드(406)의 위치가 변경될 수 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다. 다만, 일반적인 키보드는 상부 PCB 및 하부 PCB의 단락 여부에 의해 키 눌림을 감지하므로, 이러한 단락 동작에 영향을 주지 않도록 하중 감지 패턴 보드(406)는 상부 PCB의 상부 또는 도 4와 같이 하부 PCB의 하부에 설치되는 것이 바람직하다.
특정 키보드는 상부 PCB 및 하부 PCB의 단락에 의해 키 눌림 여부를 감지하지 않는 바, 이러한 경우에는 하중 감지 패턴 보드(406)의 위치는 더욱 자유롭게 변경될 수 있을 것이다.
본 발명에 의한 키 눌림 하중 감지 장치가 적용된 경우에도 키 눌림 여부를 감지하는 키보드의 동작은 이루어진다. 사용자가 특정 키 버튼을 누를 경우, 해당 키 버튼의 하부에 구비된 접촉 부재는 상부 PCB(400)의 특정 회로 패턴을 누르며, 절연체 보드(402)에 형성된 홀에 의해 상부 PCB(400)의 특정 회로 패턴은 하부 PCB(404)의 특정 회로 패턴과 단락된다.
키 버튼의 하부에 구비된 접촉 부재가 상부 PCB(402)를 누를 때의 힘은 간접 적으로 하중 감지 패턴 보드(406)에도 전달되며, 사용자가 키를 누를 때 가한 힘에 비례하여 하중 감지 패턴 보드에 형성된 패턴은 변형된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 패턴은 패턴의 변형을 감지하기 위한 회로와 독립적으로 연결되어 있으며, 패턴의 변형은 저항의 변화를 야기하므로 변형된 패턴을 통해 출력되는 전기 신호의 변화가 발생한다. 발생된 전기 신호의 변화 정보를 이용하여 사용자가 키를 누를 때 가한 힘이 계산된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 종래의 키보드에 얇은 보드만이 추가되므로 본 발명에 의한 키 눌림 하중 감지 장치가 적용되더라도 키보드의 사이즈 및 형상에 변화를 주지 않는다.
도 6은 키패드가 구비되는 휴대용 장치 중 본 발명에 의한 키 눌림 하중 감지 장치가 적용된 휴대폰의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 종래의 키 버튼의 눌림을 감지하기 위한 휴대폰은 휴대폰 케이스(600), 키패드(602) 및 키 눌림 여부 및 키가 눌릴 때의 힘을 감지하기 위한 키눌림/하중 감지 보드(604)를 포함할 수 있다.
종래의 휴대폰의 경우 키패드의 하부에는 키 눌림 여부를 감지하기 위한 PCB만이 구비되었다. 그러나, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 키 눌림을 감지하기 위한 보드에는 키 눌림을 감지하기 위한 회로 패턴뿐만 아니라 하중을 감지하기 위한 회로 패턴이 함께 형성된다.
키눌림/하중 감지 보드(604)에는 종래의 키 눌림을 감지하기 위한 패턴이 형성된다. 휴대폰과 같은 휴대용 장치의 경우, 키패드의 키 버튼의 하부에는 키 버튼 이 눌릴 경우 키눌림/하중 감지 보드(604)에 접촉하기 위한 접촉 부재(미도시)가 구비되며, 접촉 부재와 키눌림/하중 감지 보드(604)와의 접촉 여부에 따라 키눌림 여부가 감지된다.
키 버튼의 접촉 부재(미도시)가 사용자가 키를 누르는 동작에 상응하여 키눌림/하중 감지 보드(604)에 힘을 인가할 경우, 키눌림을 감지하기 위한 패턴과 함께 형성되어 있는 하중 감지 패턴이 변형된다. 이때 키눌림을 감지하기 위한 패턴과 함께 형성되어 있는 하중 감지 패턴은 키 눌림 감지 패턴과 전기적으로 절연되어 형성된다.
키보드의 경우와 같이, 각각의 하중 감지 패턴은 패턴의 변형을 감지하기 위한 회로와 독립적으로 연결되어 있다. 접촉 부재가 키눌림/하중 감지 보드(604)를 누를 때의 힘은 하중 감지 패턴의 변형을 일으키며, 하중 감지 패턴의 변형은 저항의 변화를 야기하여 패턴을 통해 출력되는 전기 신호의 변화가 발생한다. 발생된 전기 신호의 변화 정보를 이용하여 사용자가 키패드의 키 버튼을 누를 때 가한 힘이 계산된다.
도 7은 키패드가 구비되는 휴대용 장치 중 본 발명에 의한 키 눌림 하중 감지 장치가 적용된 휴대폰의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 휴대폰은 케이스(700), 키패드(702), 키눌림 감지 보드(704) 및 하중 감지 보드(706)를 포함할 수 있다.
도 6과 달리, 도 7의 실시예에 따르면, 하중을 감지하기 위한 패턴이 형성된 보드(706)가 별도로 구비된다.
도 7에는 하중을 감지하기 위한 보드(706)가 키눌림 감지 보드(704)의 하부에 도시되어 있는 실시예가 도시되어 있으나, 보드(706)가 키눌림 감지 보드(704)의 상부에 설치될 수도 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다.
사용자가 키 버튼을 눌러 키 버튼에 구비된 접촉 부재가 키 눌림 감지 보드(704)를 누를 경우, 키 눌림 감지 보드는 가해진 힘에 따라 변형을 일으키는 재질로 이루어지므로, 하중 감지 보드(706)는 사용자가 키를 누를 때 가한 힘에 비례하여 변형되며, 이에 따라 하중 감지 보드(706)에 형성된 패턴 역시 변형된다. 패턴의 변형에 따른 저항의 변화를 이용하여 사용자가 가한 힘을 산출하는 동작은 전술한 실시예들과 동일하다.
도 7과 달리, 하중 감지 보드(706)가 키눌림 감지 보드(704)의 상부에 위치할 경우, 하중 감지 보드(706)는 키 버튼에 구비된 접촉 부재와 직접 접촉하여 변형된다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 키 눌림 하중 감지 장치가 적용된 게임 컨트롤러의 실시예들을 도시한 도면이다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 키 눌림 하중 감지 장치는 도 6 및 도 7의 휴대용 장치의 키패드의 동일한 방식으로 게임 컨트롤러에 적용될 수 있다.
도 8과 같이, 하중 감지를 위한 전기적인 패턴은 키 눌림 여부를 감지하는 보드(804)에 키눌림을 감지하기 위한 전기적 패턴과 함께 형성될 수 있다.
이와 달리, 도 9와 같이, 하중 감지를 위한 전기적인 패턴은 별도의 하중 감 지 보드에 형성될 수도 있으며, 하중 감지 보드(906)는 도 9와 같이 키 눌림을 감지하기 위한 보드(904)의 하부에 설치될 수도 있고, 도 9와 달리 키 눌림을 감지하기 위한 보드(904)의 상부에 설치될 수도 있을 것이다.
패턴의 변형을 통해 사용자가 가한 힘을 감지하는 동작은 전술한 실시예들과 동일하다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 하중 감지를 위해 형성되는 패턴들의 일례를 도시한 도면들이다.
도 10 내지 도 12를 참조하면, 사용자가 키를 누를 때의 힘을 감지하기 위한 패턴은 힘을 받는 지점을 기준으로 하여 주변에 4개의 서브 패턴을 포함한다.
도 10은 다이아프램 형태의 전기적인 패턴이 형성되는 경우를 도시한 것이며, 도 10에는 서브 패턴1(1000), 서브 패턴2(1002), 서브 패턴3(1004) 및 서브 패턴4(1006)가 형성되어 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 보드에 형성되는 각각의 서브 패턴은 패턴의 변형에 따라 길이 변화가 크도록 총 길이가 비교적 큰 것이 바람직하다. 패턴의 총 길이가 커지도록 도 10의 서브 패턴1(1000) 및 서브 패턴4(1006)는 펄스파의 형태를 가지고 있으며, 서브 패턴2(1002) 및 서브 패턴3(1004)은 다이아프램의 형태를 가지고 있다. 도 11 및 도 12의 서브 패턴1(1100 및 1200) 및 서브 패턴4(1106 및 1206)는 펄스 파의 형태를 가지고 있으며, 서브 패턴 2(1102 및 1202) 및 서브 패턴 3(1104 및 1204)는 다른 형태를 가지고 있다. 이러한 형태 이외에도 제한된 면적에 비교적 총 길이가 크게 형성될 수 있는 어떠한 형태의 패턴도 이용될 수 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다.
또한, 4개의 서브 패턴은 키를 누르는 힘에 비례하여 그 형태가 변형되는 위 치에 형성되는 것이 바람직하며, 4개의 서브 패턴 중 두 개의 서브 패턴은 가해지는 힘에 비례하여 그 길이가 축소되고 두 개의 서브 패턴은 길이가 늘어나는 위치에 형성되는 것이 바람직하다.
4 개의 서브 패턴은 전원과 연결되며, 변형이 가해지기 전 각 서브 패턴의 재질 및 길이는 동일하여 동일한 저항값을 가지고 있다.
도 20은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 서브 패턴의 연결 상태를 도시한 회로도이다.
도 20에 도시된 바와 같이, 각각의 서브 패턴은 휘트스톤 브리지 회로의 저항(R1 ~ R4)으로서 동작을 하도록 연결되어 있다. 변형이 되기 전 각 서브 패턴의 저항은 동일하므로 휘트스톤 브리지 회로는 평형 상태를 유지하고 있으므로 출력 전압(Vo)이 발생하지 않는다.
사용자가 키를 눌러 그 힘이 패턴이 형성된 보드에 가해지면, 이 중 두 개의 서브 패턴은 길이가 줄어들고 두 개의 서브 패턴은 길이가 늘어나면서 길이가 줄어든 서브 패턴의 저항값은 줄고 길이가 늘어난 서브 패턴의 저항 값은 늘어난다.
이에 따라 휘트스톤 브리지 회로의 평형 상태가 깨지며, 출력 전압이 발생한다. 출력 전압은 다음의 수학식 1과 같은 근사식에 의해 얻어진다.
V_o overV_s APPROX 1 over 4 ({DELTA R_1} overR_1 - {DELTAR_2} over R_2 + {DELTAR_3} over R_3 - {DELTAR_4 overR_4 )
위의 수학식 1로부터 알 수 있듯이, 출력 전압은 패턴의 변형으로 인해 발생 하는 저항값의 변화에 비례하므로, 사용자가 키를 누를 때 가한 힘이 클수록 높은 출력 전압이 발생한다.
또 다른 실시예인 도 11을 참조하면, 모든 형태의 서브 패턴이 펄스파 형태로 형성되어 있다. 힘이 가해질 때 서브 패턴1(1100) 및 서브 패턴2(1102)는 구조 역학에 의해 수축되고 서브 패턴3(1104) 및 서브 패턴4(1106)는 구조 역학에 의해 신장된다.
도 10의 경우와 마찬가지로 이러한 패턴의 수축 및 신장은 저항값의 변화를 가져와 휘트스톤 브리지 회로의 평형을 깨뜨리며, 수축 및 신장 정도에 비례하는 출력전압이 발생한다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 패턴을 도시한 것으로, 도 10에 도시된 서브 패턴과 도 11에 도시된 서브 패턴이 서로 혼합된 패턴 조합이 이용될 수도 있다.
패턴은 보드의 변형에 따라 그 저항값이 바뀔 수 있는 어떠한 형태라도 무방하며, 도 10 내지 도 12에 도시된 패턴 이외에도 다양한 형태의 패턴이 이용될 수 있으며, 패턴 형태의 변경은 본 발명의 사상과 범주에 포함될 수 있을 것이다.
또한, 도 10에는 4개의 서브 패턴 모두가 휘트스톤 브리지 회로의 저항으로 동작하는 경우가 도시되어 있으나, 서브 패턴은 개수가 4개일 필요는 없다.
일례로, 패턴의 개수는 하나여도 무방하다. 이 경우, 휘트스톤 브리지 회로의 다른 저항 성분은 상수 저항으로 대체되며, 하나의 패턴의 저항값 변화만을 이용하여 키를 누를 때 가해진 힘을 산출할 수도 있다. 즉, 하나의 패턴을 이용하여 하나의 저항값만이 변화하는 쿼터(Quarter) 휘트스톤 브리지 회로를 형성하는 것이다.
또 다른 예로, 패턴의 개수는 두 개일 수도 있다. 이 경우, 휘트스톤 브리지 회로의 다른 두 개의 저항 성분은 상수 저항으로 대체되며, 두 개 패턴의 저항값 변화를 이용하여 키를 누를 때 가해진 힘을 산출한다. 즉, 두 개의 패턴을 이용하여 두 개의 저항값만이 변화하는 하프(Half) 휘트스톤 브리지 회로를 형성하는 것이다.
도 13은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 패턴 변형 시의 간섭을 방지하기 위한 패턴 형상의 일례를 도시한 도면이다.
전술한 바와 같이, 키를 누르는 힘을 감지하기 위한 패턴은 특정 키에 대해서만 형성될 수도 있으며, 키보드 또는 키패드의 모든 키에 대해서도 형성될 수도 있다. 하나의 보드에 복수의 패턴이 형성되므로 사용자가 누른 키 버튼에 상응하는 패턴뿐만 아니라 변형되는 패턴의 영향을 받아 다른 패턴이 변형 될 수 있다. 특히, 휴대폰과 같이 키 버튼이 비교적 근접한 거리에 위치하는 경우에는 이러한 현상이 더욱 문제가 될 수 있다.
이와 같은 간섭을 피하기 위해, 도 13을 참조하면, 패턴의 주위로 복수의 홀(1300, 1302, 1304, 1306)을 형성한다. 이와 같이, 복수의 홀이 형성될 경우, 홀에 의해 특정 패턴의 변형이 인접한 다른 패턴에 영향을 주는 정도를 감쇄시킬 수 있다.
또한, 홀은 하중이 가해지는 패턴이 변하는 정도를 증가시킬 수 있는 효과도 있으며, 이로 인해 사용자가 키를 누름으로써 가해지는 하중을 더욱 높은 정밀도로 감지할 수 있는 효과가 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 패턴이 보드에 형성될 때 패턴 변형 시의 패턴간 간섭을 최소화하기 위한 홀이 복수의 패턴에 대해 형성된 예를 도시한 도면이다.
패턴 변형 시의 간섭을 최소화하기 위한 홀의 형태는 도 13 및 도 16에 도시된 형태에 한정되지 않으며, 도 14 및 도 15와 같은 형태로 홀이 형성될 수도 있을 것이다. 홀은 패턴의 4방향으로의 패턴 변형 전달을 감쇄시킬 수 있는 어떠한 형태로도 구현될 수 있으며 도 13 내지 도 15에 도시된 형태에 한정되지 않는다.
도 17은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 키 버튼을 누를 때 가해지는 힘을 하중 감지를 위한 패턴에 전달하기 위한 상세한 구성을 도시한 도면이다.
도 17에서 (a) 파트는 하중을 감지하기 위한 패턴이 키 눌림을 감지하기 위한 보드(1730)에 함께 형성되는 경우를 도시한 것이며, (b) 파트는 하중을 감지하기 위한 별도의 보드(1740)가 키 눌림을 감지하기 위한 보드(1730) 하부에 설치되는 경우를 도시한 것이다.
도 17을 참조하면, 키 버튼(1700)의 하부에는 키 버튼의 눌림 여부에 따라 패턴이 형성된 보드에 힘을 가하는 접촉 부재(1710)가 결합되어 있다. 또한, 키 버튼(1700)의 하부에는 키 버튼을 지지하면서 키 버튼에 가해지는 힘에 비례하여 변형되는 탄성체(1720)가 결합되며, 탄성체는 하부의 키 눌림을 감지하기 위한 보드(1730)와도 결합된다.
사용자가 키를 누를 경우, 탄성체의 변형에 의해 접촉 부재(1710)는 키 눌림을 감지하기 위한 보드(1730)에 압력을 가하며, 이에 따라 (a) 파트의 경우 키 눌림을 감지하기 위한 보드(1730)에 형성된 패턴, (b) 파트의 경우 키 눌림을 감지하기 위한 보드(1730) 하부에 구비된 키눌림을 감지하기 위한 보드(1730)에 형성된 패턴은 변형된다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 키 버튼을 누를 때 가해지는 힘을 하중 감지를 위한 패턴에 전달하기 위한 상세한 구성을 도시한 도면이다.
도 17과 같이, 도 18의 (a) 파트는 하중을 감지하기 위한 패턴이 키 눌림을 감지하기 위한 보드(1820)에 함께 형성되는 경우를 도시한 것이며, (b) 파트는 하중을 감지하기 위한 별도의 보드(1830)가 키 눌림을 감지하기 위한 보드(1820) 하부에 설치되는 경우를 도시한 것이다.
도 18을 참조하면, 키 버튼의 하부에는 중간 매개체(1840)가 수용되는 외벽(1810)이 결합되며, 외벽은 키 눌림을 감지하기 위한 보드(1820)와 결합된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 외벽의 내부에 수용되는 중간 매개체는 키를 누를 때 가해진 힘에 상응하여 체적이 변할 수 있는 유체이며, 예를 들어, 기름, 물, 공기 등을 포함할 수 있다.
사용자가 키 버튼을 누를 경우, 사용자가 키 버튼을 누를 때 가한 힘은 외벽에 수용된 중간 매개체를 변형 시키며, 이로 인해 사용자가 키 버튼을 누른 힘이 보드(1920)에 전달된다.
도 19는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 패턴의 저항 변화에 의해 출 력되는 전기 신호를 이용하여 키를 누를 때 가해진 힘을 계산하는 하중 계산부의 구성을 도시한 블록도이다.
도 19에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 하중 계산부는 증폭기(1900), 필터(1902) 및 A/D 컨버터(1904)를 포함할 수 있다.
증폭기(1900)는 휘트스톤 브리지 회로에서 출력되는 전기적인 신호를 증폭한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 증폭기(1900)는 출력 신호에 대해 차동 증폭을 수행하는 OP 앰프일 수 있다.
증폭된 신호는 필터(1902)로 입력되며, 필터는 서지 신호 등을 차단하여 노이즈를 제거하고 최대한 유효한 신호를 얻을 수 있도록 한다. 필터(1902)에서 출력되는 신호는 A/D 컨버터(1904)로 입력되며 A/D 컨버터(1904)는 입력된 신호를 디지털 신호로 변환한다.
도 19에 도시된 증폭기(1900), 필터(1902) 및 A/D 컨버터(1904) 이외에도 필요에 따라 부가적인 소자들이 구비될 수 있으며, 이 중 일부의 구성 요소가 생략될 수도 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, A/D 컨버터(1904)에서의 출력 신호는 PC, 게임기, 휴대용 장치의 프로세서로 입력되며, 프로세서는 출력 신호의 크기 정보를 이용하여 사용자가 키를 누를 때 가한 힘을 계산한다. 물론, PC 등의 프로세서를 이용하지 않고 키를 누를 때의 힘을 계산하기 위한 별도의 프로세서가 구비될 수도 있을 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 키 눌림 하중 감지 장치의 실시예에 따르면, 키보드, 키패드, 게임 컨트롤러와 같은 다양한 키 입력 장치에 적용되어 키 버튼을 누르는 세기를 감지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 보다 간편하고 현실감 있는 게임 플레이 제어가 가능한 장점이 있다.
아울러, 키보드, 키패드, 게임 컨트롤러와 같은 기존의 키 입력 장치의 사이즈 및 형상에 변형을 주지 않으면서 키 버튼을 누르는 세기를 감지할 수 있으며, 적은 비용으로 각 키 버튼을 누르는 세기를 감지할 수 있는 장점이 있다.

Claims (16)

  1. 보드;
    상기 보드에 형성되는 적어도 하나의 패턴;
    상기 적어도 하나의 패턴과 각각 전기적으로 연결되며, 상기 전기적인 패턴의 변형에 의해 발생하는 전기 신호를 이용하여 하중을 계산하는 하중 계산부를 포함하되,
    상기 패턴은 키 입력 장치에서의 소정의 키의 위치에 상응하여 상기 보드에 형성되며, 상기 키 입력 장치의 특정 키가 눌릴 때에 가한 힘에 상응하여 변형되고,
    상기 패턴은 적어도 하나의 서브 패턴을 포함하며, 상기 적어도 하나의 서브 패턴은 휘트스톤 브리지 회로를 형성하며, 상기 하중 계산부는 상기 서브 패턴이 형성하는 휘트스톤 브리지 회로의 출력 전압을 이용하여 하중을 계산하는 것을 특징으로 하는 키 눌림 하중 감지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보드는 플렉서블(Flexible) 보드인 것을 특징으로 하는 키 눌림 하중 감지 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보드는 하드(Hard) 보드인 것을 특징으로 하는 키 눌림 하중 감지 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 키 입력 장치는 키보드, 키패드, 게임 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 키 눌림 하중 감지 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 패턴은 상기 키 입력 장치의 특정 키가 눌릴 경우, 상기 특정 키의 하부에 구비된 접촉 부재에 의해 직접 또는 간접적으로 힘을 받아 형상이 변형되며, 상기 형상 변형에 상응하여 저항이 변경되는 것을 특징으로 하는 키 눌림 하중 감지 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 키 입력 장치가 키보드일 경우,
    상기 키보드는 서로 이격되어 있고 키 눌림에 따라 단락되는 제1 키눌림 감지 보드와 제2 키 눌림 감지 보드 및 상기 제1 키눌림 감지 보드와 제2 키눌림 감지 보드 사이에 다수의 홀이 형성되어 있는 절연체 보드를 포함하며,
    상기 보드는 상기 제2 키눌림 감지 보드 하부에 설치되는 것을 특징으로 하는 키 눌림 하중 감지 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 키 입력 장치가 키패드 또는 게임 컨트롤러일 경우,
    상기 보드는 상기 키패드 또는 게임 컨트롤러의 키 눌림을 감지하기 위한 보드의 상부 또는 하부에 설치되는 것을 특징으로 하는 키 눌림 하중 감지 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 패턴 주위로 패턴의 변형이 다른 패턴에 주는 영향을 최소화하기 위한 적어도 하나의 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 키 눌림 하중 감지 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 하중 계산부는,
    패턴의 변형에 상응하여 출력되는 전기 신호를 증폭하는 증폭기;
    상기 증폭기의 출력 신호에 대해 필터링을 수해하는 필터; 및
    상기 필터의 출력 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터를 포함하되,
    상기 A/D 컨버터의 출력 신호는 프로세서로 입력되며, 프로세서는 미리 설정된 알고리즘에 의해 하중을 계산하는 것을 특징으로 하는 키 눌림 하중 감지 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 서브 패턴의 수는 4개이며, 2개의 서브 패턴은 키 눌림 하중에 의해 그 길이가 줄어드는 영역에 형성되고, 2 개의 패턴은 키 눌림 하중에 의해 그 길이가 늘어나는 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 키 눌림 하중 감지 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 서브 패턴의 수는 2개이며, 상기 2개의 서브 패턴은 키 눌림 하중에 의해 그 길이가 줄어드는 영역 또는 늘어나는 영역 중 어느 하나에 형성되는 것을 특징으로 하는 키 눌림 하중 감지 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 키 입력 장치의 키버튼의 하부에는 외벽이 형성되며, 상기 외벽에는 키를 누를 때의 힘에 비례하여 체적이 변화하는 중간 매개체가 수용되고, 상기 중간 매개체의 변형에 의해 키를 누를 때의 힘이 상기 보드에 전달되는 것을 특징으로 하는 키 눌림 하중 감지 장치.
  14. 다수의 키 버튼을 포함하는 키패드;
    상기 키패드의 하부에 설치되며, 상기 키 버튼의 눌림 여부를 감지하는 키 눌림 감지 보드;
    상기 키 눌림 감지 보드의 상부 또는 하부에 설치되는 보드;
    상기 보드에 형성되는 적어도 하나의 패턴;
    상기 적어도 하나의 패턴과 각각 전기적으로 연결되며, 상기 패턴의 변형에 의해 발생하는 전기 신호를 이용하여 하중을 계산하는 하중 계산부를 포함하되,
    상기 패턴은 상기 키패드의 소정의 키 버튼의 위치에 상응하여 상기 보드에 형성되며, 상기 키 입력 장치의 특정 키 버튼이 눌릴 때에 가한 힘에 상응하여 변형되고
    상기 패턴은 적어도 하나의 서브 패턴을 포함하며, 상기 적어도 하나의 서브 패턴은 휘트스톤 브리지 회로를 형성하며, 상기 하중 계산부는 상기 서브 패턴이 형성하는 휘트스톤 브리지 회로의 출력 전압을 이용하여 하중을 계산하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 휴대용 장치.
  15. 다수의 키 버튼을 포함하는 키패드;
    상기 키패드의 하부에 설치되며, 상기 키 버튼의 눌림 여부를 감지하는 키 눌림 감지 보드;
    상기 키 눌림 감지 보드의 상부 또는 하부에 설치되는 보드;
    상기 보드에 형성되는 적어도 하나의 패턴;
    상기 적어도 하나의 패턴과 각각 전기적으로 연결되며, 상기 패턴의 변형에 의해 발생하는 전기 신호를 이용하여 하중을 계산하는 하중 계산부를 포함하되,
    상기 패턴은 상기 키패드의 소정의 키 버튼의 위치에 상응하여 상기 보드에 형성되며, 상기 키 입력 장치의 특정 키 버튼이 눌릴 때에 가한 힘에 상응하여 변형되고,
    상기 패턴은 적어도 하나의 서브 패턴을 포함하며, 상기 적어도 하나의 서브 패턴은 휘트스톤 브리지 회로를 형성하며, 상기 하중 계산부는 상기 서브 패턴이 형성하는 휘트스톤 브리지 회로의 출력 전압을 이용하여 하중을 계산하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 게임 컨트롤러.
  16. 키 입력 장치에서 키 눌림을 감지하기 위한 패턴이 형성된 보드에 함께 형성되는 적어도 하나의 하중 감지 패턴;
    상기 적어도 하나의 하중 감지 패턴과 각각 전기적으로 연결되며, 상기 하중 감지 패턴의 변형에 의해 발생하는 전기 신호를 이용하여 하중을 계산하는 하중 계산부를 포함하되,
    상기 하중 감지 패턴은 키 입력 장치에서의 소정의 키의 위치에 상응하여 상기 보드에 형성되며, 상기 키 입력 장치의 특정 키가 눌릴 때에 가한 힘에 상응하여 변형되고,
    상기 패턴은 적어도 하나의 서브 패턴을 포함하며, 상기 적어도 하나의 서브 패턴은 휘트스톤 브리지 회로를 형성하며, 상기 하중 계산부는 상기 서브 패턴이 형성하는 휘트스톤 브리지 회로의 출력 전압을 이용하여 하중을 계산하는 것을 특징으로 하는 키 눌림 하중 감지 장치.
KR1020050115457A 2005-11-30 2005-11-30 키 눌림 하중 감지 장치 KR100756468B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050115457A KR100756468B1 (ko) 2005-11-30 2005-11-30 키 눌림 하중 감지 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050115457A KR100756468B1 (ko) 2005-11-30 2005-11-30 키 눌림 하중 감지 장치

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070011497A Division KR20070057096A (ko) 2007-02-05 2007-02-05 키 눌림 하중 감지 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070056573A KR20070056573A (ko) 2007-06-04
KR100756468B1 true KR100756468B1 (ko) 2007-09-07

Family

ID=38354317

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050115457A KR100756468B1 (ko) 2005-11-30 2005-11-30 키 눌림 하중 감지 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100756468B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111324276B (zh) * 2018-12-17 2021-04-27 珠海格力电器股份有限公司 虚拟键盘的控制方法、装置和终端

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960001962A (ko) * 1994-06-03 1996-01-26 윌리엄 티. 엘리스 데이타 입력 키보드용 압력 감지 트랜스듀서 및 그의 조립방법
KR970049329A (ko) * 1995-12-11 1997-07-29 구자홍 3 레이어(Layer) 구조로 이루어진 키이패드(Keypad)
JP2002202841A (ja) 2000-10-30 2002-07-19 Sony Computer Entertainment Inc 電子機器および入力受付装置
JP2002318658A (ja) * 1999-09-11 2002-10-31 Sony Computer Entertainment Inc 操作装置および検出素子
JP2002366277A (ja) 2001-06-11 2002-12-20 Fujikura Ltd 文字入力スイッチ
JP2002367465A (ja) 2001-06-05 2002-12-20 Fujikura Ltd 多段階スイッチ及び自動車用ライト切替スイッチ
KR20050056867A (ko) * 2003-12-10 2005-06-16 소니 가부시끼 가이샤 입력장치 및 입력 방법과 전자기기

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960001962A (ko) * 1994-06-03 1996-01-26 윌리엄 티. 엘리스 데이타 입력 키보드용 압력 감지 트랜스듀서 및 그의 조립방법
KR970049329A (ko) * 1995-12-11 1997-07-29 구자홍 3 레이어(Layer) 구조로 이루어진 키이패드(Keypad)
JP2002318658A (ja) * 1999-09-11 2002-10-31 Sony Computer Entertainment Inc 操作装置および検出素子
JP2002202841A (ja) 2000-10-30 2002-07-19 Sony Computer Entertainment Inc 電子機器および入力受付装置
JP2002367465A (ja) 2001-06-05 2002-12-20 Fujikura Ltd 多段階スイッチ及び自動車用ライト切替スイッチ
JP2002366277A (ja) 2001-06-11 2002-12-20 Fujikura Ltd 文字入力スイッチ
KR20050056867A (ko) * 2003-12-10 2005-06-16 소니 가부시끼 가이샤 입력장치 및 입력 방법과 전자기기

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070056573A (ko) 2007-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7855715B1 (en) Switch with depth and lateral articulation detection using optical beam
US9360968B2 (en) Cursor control device and method of operation
KR20220004662A (ko) 핸드헬드 제어기에 대한 모션 제어 특징부를 활성화하기 위한 손가락 존재의 사용
KR20020001708A (ko) 3축 스트레인 게이지 포인팅 장치 및 힘 변환기용 센서 및회로 구조
KR20200133248A (ko) 터치 감응식 제어 장치를 갖는 핸드헬드 컨트롤러
US20070271048A1 (en) Systems using variable resistance zones and stops for generating inputs to an electronic device
KR100756468B1 (ko) 키 눌림 하중 감지 장치
US20080128179A1 (en) Method for controlling input portion and input device and electronic device using the method
US11114078B2 (en) Keybed device
KR20070057096A (ko) 키 눌림 하중 감지 장치
US11545319B2 (en) Mechanical computer keyboard with analog input
CN105843418B (zh) 指示器、键盘组件以及便携式电脑
CN101498970A (zh) 一种适用于电子竞技的鼠标
CN107977092A (zh) 同时具有数字及模拟信号按键的鼠标
TWI641819B (zh) 壓力感測器以及壓力感測方法
TWI615741B (zh) 具有氣壓感測式按鍵之滑鼠
JP2001013967A (ja) 平面操作部で音色制御ができるギター
US20060066570A1 (en) Pointing device and method
CN207200955U (zh) 一种智能终端的音量调节装置
KR100509693B1 (ko) 다기능 버튼을 구비한 조이스틱 장치 및 방법
CN107613432A (zh) 一种智能终端的音量调节装置及音量调节方法
JPH10281904A (ja) 荷重センサ
WO2022079851A1 (ja) ゲーム機用コントローラ
CN109668659B (zh) 压力传感器以及压力感测方法
TW202138965A (zh) 按鍵裝置與按鍵訊號產生方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
A107 Divisional application of patent
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20110901

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee