KR100790906B1 - 디스플레이 버튼 입력장치 및 이를 구비한 휴대용 전자장치 - Google Patents

디스플레이 버튼 입력장치 및 이를 구비한 휴대용 전자장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 디스플레이 버튼 입력장치 및 이를 구비한 휴대용 전자장치는, 하나의 투명한 버튼 윈도우를 갖는 버튼 프레임; 상기 버튼 윈도우에 대응되는 영역에 하나의 투명한 터치 센서를 가지며, 상기 버튼 윈도우에의 접촉을 상기 터치 센서를 이용하여 감지하고 감지된 결과를 접촉 감지신호로서 출력하는 터치 인터페이스; 상기 접촉 감지신호를 입력받고, 입력된 상기 접촉 감지신호에 따른 화상을 상기 버튼 윈도우에 제공하는 디스플레이 패널; 및 상기 접촉 감지신호를 입력받고, 상기 접촉 감지신호가 입력된 직후에, 상기 휴대용 전자장치에 기계적인 진동을 발생시키는 조작감 생성부를 포함하는 것이 바람직하다.
조작감, 디스플레이 버튼

Description

디스플레이 버튼 입력장치 및 이를 구비한 휴대용 전자장치 {Input device with display button and portable electronic device having the same}
본 발명은 디스플레이 버튼 입력장치 및 이를 구비한 휴대용 전자장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 디스플레이 기능을 가지면서도 얇은 두께와 우수한 입력감을 동시에 제공하는 디스플레이 버튼 입력장치 및 그 디스플레이 버튼 입력장치를 구비한 휴대용 전자장치에 관한 것이다.
일반적으로, 버튼 입력장치는 사용자의 누름에 대응하여 스위치 신호를 생성하는 장치를 말한다. 사용자가 상기 버튼을 입력할 때, 버튼 입력장치는 사용자에게 해당 버튼이 온전하게 입력되었다는 사실을 알리기 위해 일정한 조작감을 제공하는 것이 바람직하다. 버튼이 눌렸다가 다시 올라오는 조작감을 제공하기 위해, 기존의 버튼 입력장치는 대체로 돔 스위치의 탄성 돔과 같은 탄성 수단을 포함하기도 한다.
이와 관련하여, 버튼 하나 하나마다 투명한 디스플레이 윈도우와 함께 전술한 탄성 수단을 마련할 경우, 소형화가 요구되는 휴대용 전자장치에서 버튼 입력장치가 차지하는 두께가 지나치게 커지기 쉽다. 또한, 장치의 두께를 얇게 하기 위해 터치 스크린 등을 이용할 경우, 조작감이 없고 오 입력의 가능성이 높아지는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로, 디스플레이 패널 위에 배치된 터치 인터페이스를 이용하여 버튼 입력장치가 차지하는 두께를 얇게 하면서도, 버튼 입력장치의 조작시 오 입력이 발생될 가능성을 낮추고, 아울러 조작감 생성부를 마련하여 사용자에게 버튼 입력에 따른 우수한 조작감을 제공할 수 있도록 한 디스플레이 버튼 입력장치 및 이를 구비한 휴대용 전자장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 과제를 이루기 위해, 본 발명에 의한 휴대용 전자장치는, 하나의 투명한 버튼 윈도우를 갖는 버튼 프레임; 상기 버튼 윈도우에 대응되는 영역에 하나의 투명한 터치 센서를 가지며, 상기 버튼 윈도우에의 접촉을 상기 터치 센서를 이용하여 감지하고 감지된 결과를 접촉 감지신호로서 출력하는 터치 인터페이스; 상기 접촉 감지신호를 입력받고, 입력된 상기 접촉 감지신호에 따른 화상을 상기 버튼 윈도우에 제공하는 디스플레이 패널; 및 상기 접촉 감지신호를 입력받고, 상기 접촉 감지신호가 입력된 직후에, 상기 휴대용 전자장치에 기계적인 진동을 발생시키는 조작감 생성부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 과제를 이루기 위해, 본 발명에 의한 휴대용 전자장치는, 하나의 투명한 버튼 윈도우를 갖는 버튼 프레임; 상기 버튼 윈도우에 대응되는 영역에 하나의 투명한 터치 센서를 가지며, 상기 버튼 윈도우에의 접촉을 상기 터치 센서를 이용 하여 감지하고 감지된 결과를 접촉 감지신호로서 출력하는 터치 인터페이스; 상기 접촉 감지신호를 입력받고, 입력된 상기 접촉 감지신호에 따른 화상을 상기 버튼 윈도우에 제공하는 디스플레이 패널; 제어신호에 응답하여, 상기 휴대용 전자장치에 기계적인 진동을 발생시키는 조작감 생성부; 및 상기 접촉 감지신호를 입력받고, 상기 접촉 감지신호가 입력된 직후에 상기 제어신호를 생성하고 생성된 상기 제어신호를 상기 조작감 생성부로 출력하는 제어부를 포함하는 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 디스플레이 버튼 입력장치 및 이를 구비한 휴대용 전자장치는, 디스플레이 패널 위에 배치된 터치 인터페이스를 이용하여 버튼 입력장치가 차지하는 두께를 얇게 하면서도, 버튼 입력장치의 조작시 오 입력이 발생될 가능성을 낮추고, 아울러 조작감 생성부를 마련하여 사용자에게 버튼 입력에 따른 우수한 조작감을 제공할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 그 첨부 도면을 설명하는 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 본 발명에 의한 디스플레이 버튼 입력장치 및 이를 구비한 휴대용 전자장치를 첨부한 도면들을 참조하여 다음과 같이 설명한다.
도 1은 디스플레이 패널 일부에 대응되게 마련된 본 발명에 의한 디스플레이 버튼 입력장치의 실시예를 개략적으로 도시한다. 본 실시예에 따르면, 버튼 프레 임(10)은 메인 디스플레이 윈도우(13)를 갖는 휴대용 전자장치의 전면 케이스의 역할을 하는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 버튼 윈도우(11)를 갖는다. 상기 버튼 윈도우(11)는 버튼 형태의 개구부로 이루어질 수도 있고, 상기 개구부를 덮는 윈도우 커버(12)를 포함할 수 있다.
상기 버튼 프레임(10) 아래에는 터치 인터페이스(20)가 배치된다. 상기 터치 인터페이스(20)에는 상기 버튼 윈도우(11)에 대응되는 영역에 투명한 터치 센서(21)가 구비된다. 상기 터치 인터페이스(20)는 투명한 기판 상면에 상기 터치 센서(21) 패턴이 형성된 것일 수 있다. 상기 터치 인터페이스(20) 아래에 디스플레이 패널(30)이 배치되고, 상기 디스플레이 패널(30)에 표시된 화상은 상기 메인 디스플레이 윈도우(13) 뿐만 아니라, 상기 터치 센서(21) 및 상기 버튼 윈도우(11)를 통해 투영된다.
아울러, 본 발명에 따른 버튼 입력장치가 적용되는 휴대용 전자장치의 내부에는 제어부(40)가 마련되고, 조작감 생성부의 일 예로서 진동모터(50)가 마련된다. 상기 제어부(40)는 그 기능에 따라 중앙연산부(41)와 조작감 제어부(42)로 이루어질 수 있다. 상기 중앙연산부(41)는 상기 터치 인터페이스(20)의 터치 센서(21)로부터 접촉 감지신호를 인가받고, 그와 동시에 조작감 제어부(42)에 명령을 전달한다. 상기 조작감 제어부(42)는 상기 중앙연산부(41)의 명령을 받아 직접적으로 조작감 생성부(본 실시예에서는 진동모터(50))를 작동시킬 수 있는 제어신호를 발생시킨다. 다만, 상기 제어부(40)에 대한 이와 같은 구분은 기능상의 구분에 불과하고 실제 제품에서 상기 제어부(40)는 하나의 프로세서 또는 칩셋으로 이루어질 수도 있다.
조작감 생성부인 상기 진동모터(50)는 사용자에게 탄성 돔 방식의 버튼을 누르는 것과 비슷한 조작감을 제공하도록 구동될 수 있다. 예를 들면, 사용자가 손으로 상기 버튼 윈도우(11)의 윈도우 커버(12)에 접촉하는 순간 진동을 일으키도록 구동될 수 있다. 다만, 본발명이 여기에 한정되는 것은 아니고, 적절한 진동을 발생시킬 수 있는 다양한 엑츄에이터가 상기 조작감 생성부에 적용될 수 있고, 이러한 엑츄에이터는 그 특성에 따라 다르게 구동될 수 있다.
도 2는 투명 다분할 터치 인터페이스를 구비한 본 발명에 의한 디스플레이 버튼 입력장치의 실시예를 개략적으로 도시한다. 상기 도 2는 디스플레이 버튼 입력장치에서 디스플레이 패널(30)과 버튼 프레임(10) 및 터치 인터페이스(20)로 구성된 부분만을 도시한다. 본 실시예는 상기 도 1의 실시예와 달리 디스플레이 패널(30) 전체에 걸쳐서 디스플레이 버튼이 마련된다. 전면(全面)에 걸쳐 버튼 윈도우(11)가 배치된 버튼 프레임(10)은 휴대용 전자장치의 버튼 입력부 몸체, 예를 들면 폴더형 또는 슬라이드형 이동통신단말기의 하부본체의 전면 케이스에 적용될 수 있다. 이러한 버튼 프레임(10) 아래에 투명 다분할 터치 인터페이스(20)와 디스플레이 패널(30)이 배치된 점은 전술한 도 1의 실시예와 같다.
도 3은 투명 일체형 터치 인터페이스를 구비한 본 발명에 의한 디스플레이 버튼 입력장치의 실시예를 개략적으로 도시한다. 본 실시예에 따르면, 상기 도 2의 실시예와 달리, 터치 인터페이스(22)가 투명 일체형의 터치 센서를 가질 수 있다. 터치 인터페이스(22) 상에 하나의 투명한 터치 센서가 전면(全面)에 걸쳐 마련된 경우, 제어부(도 1의 40)는 상기 터치 인터페이스(22) 상에서 접촉이 감지된 위치가 어느 버튼 윈도우(11) 영역에 해당하는지를 판단할 수 있다. 상기 도 1 또는 상기 도 2의 실시예에서와 마찬가지로 상기 버튼 프레임(10)은 상기 버튼 윈도우(11)를 덮고 그 배면이 상기 터치 인터페이스(22)와 접하는 각각의 윈도우 커버(12)를 구비할 수 있다.
도 4는 불투명 다분할 터치 인터페이스를 구비한 본 발명에 의한 디스플레이 버튼 입력장치의 실시예를 개략적으로 도시한다. 버튼 프레임(10)과 디스플레이 패널(30)에 관한 사항은 앞서 설명한 실시예에서와 같다. 다만, 본 실시예에서는 불투명한 다수의 터치 센서(24)를 갖는 불투명 다분할 터치 인터페이스(23)를 구비한다. 상기 불투명 다분할 터치 인터페이스(23)는 투명할 기판에 불투명한 터치 센서(24) 영역이 배치된 것일 수 있고, 이때 상기 불투명 터치 센서(24)는 상기 버튼 프레임(10)에서 버튼 윈도우(11) 외부 영역과 포개져서 가려지는 위치에 배치될 수 있다.
도 5는 전기 반응 물질을 이용한 조작감 생성부를 구비한 본 발명에 의한 디스플레이 버튼 입력장치의 실시예를 개략적으로 도시한다. 본 실시예에 따르면, 버튼 프레임(10)은 메인 디스플레이 윈도우(13)을 갖는 휴대용 전자장치의 전면 케이스의 역할을 하는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 버튼 윈도우(11)를 갖는다. 상기 버튼 윈도우(11)는 버튼 형태의 개구부로 이루어질 수도 있고, 상기 개구부를 덮는 윈도우 커버(12)를 포함할 수 있다.
상기 버튼 프레임(10) 아래에는 터치 인터페이스(20)가 배치된다. 상기 터치 인터페이스(20)에는 상기 버튼 윈도우(11)에 대응되는 영역에 투명한 터치 센서(21)가 구비된다. 상기 터치 인터페이스(20)는 투명한 기판 상면에 상기 터치 센서(21) 패턴이 형성된 것일 수 있다. 상기 터치 인터페이스(20) 아래에 디스플레이 패널(30)이 배치되고, 상기 디스플레이 패널(30)에 표시된 화상은 상기 메인 디스플레이 윈도우(13) 뿐만 아니라, 상기 터치 센서(21) 및 상기 버튼 윈도우(11)를 통해 투영된다.
아울러, 본 발명에 따른 버튼 입력장치가 적용되는 휴대용 전자장치의 내부에는 제어부(40)가 마련되고, 조작감 생성부의 일 예로서 투명한 전기 반응 물질 소재로 형성된 윈도우 커버(15)가 마련된다. 윈도우 커버(15) 전체가 투명한 전기 반응 고분자로 형성될 수 있음은 물론이고, 투명한 플라스틱 소재로 만들어진 커버 부재와 상기 커버 부재의 일면에 형성된 전기 반응 고분자 코팅층으로 이루어질 수도 있음은 물론이다.
상기 제어부(40)는 그 기능에 따라 중앙연산부(41)와 조작감 제어부(42)로 이루어질 수 있다. 상기 중앙연산부(41)는 상기 터치 인터페이스(20)의 터치 센서(21)로부터 접촉 감지신호를 인가받고, 그와 동시에 조작감 제어부(42)에 명령을 전달한다. 상기 조작감 제어부(42)는 상기 중앙연산부(41)의 명령을 받아 전기 반응 물질 부재, 일 예로서 윈도우 커버(15)를 작동시킬 수 있는 제어신호를 발생시킨다. 다만, 상기 제어부(40)에 대한 이와 같은 구분은 기능상의 구분에 불과하고 실제 제품에서 상기 제어부(40)는 하나의 프로세서 또는 칩셋으로 이루어질 수도 있다.
조작감 생성부로서 전기 반응 물질로 만들어진 윈도우 커버(15)는 사용자에게 탄성 돔 방식의 버튼을 누르는 것과 비슷한 조작감을 제공하도록 구동될 수 있다. 예를 들면, 사용자가 손으로 상기 버튼 윈도우(11)의 윈도우 커버(12)에 접촉하는 순간 1차 진동을 일으키도록 구동될 수 있다.
본 실시예는 투명한 전기 반응 물질로 만들어진 윈도우 커버(15)를 구비하여, 상기 윈도우 커버(15)가 사용자의 손 끝에 직접 진동을 전달하도록 구성되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 조작감 생성부로서의 전기 반응 물질 부재는 휴대용 전자장치의 내부를 포함하는 임의의 일 부분에 배치될 수 있다. 이 경우 전기 반응 물질 부재로부터 발생한 진동은 간접적으로 사용자에게 전달될 수 있다. 바람직하게는, 상기 전기 반응 물질 부재가 사용자의 손에 직접 닫는 윈도우 커버와 일체로 형성되거나 인접하게 배치되어 상기 윈도우 커버에 진동을 전달하도록 할 수 있다.
도 6은 전기 반응 물질을 이용한 조작감 생성부의 일 예를 도시한다. 전술한 바와 같이 상기 전기 반응 물질 부재(18)는 윈도우 커버(16)에 일체로 배치될 수 있다. 투명한 커버 부재(17)에 결합된 상기 전기 반응 물질 부재(18)로 이루어진 윈도우 커버(16)는 투명한 커버 부재(17) 부분이 버튼 윈도우(11)를 통해 노출되고, 상기 전기 반응 물질 부재(18) 부분은 버튼 프레임(10) 아래에 감춰질 수 있다. 상기 전기 반응 물질 부재(18)는 제어부(40)로부터 제어신호를 받아 진동을 발생시키며, 이러한 진동이 커버 부재(17)를 통해 사용자의 손끝으로 전달될 수 있다.
본 발명에 적용 가능한 전기 반응 물질은 특정 물질에 한정되지 않으며, 전기 신호에 따라 기계적인 진동을 발생시키는 것이면 세라믹 재료이든 고분자 재료이든 상관 없고, 앞서 언급된 몇 가지 실시예 이외에도 다양한 형태의 부재로 성형되어 사용될 수 있다. 다만, 이러한 전기 반응 물질 부재는 부피가 적으면서 투명한 소재인 것이 바람직하다. 따라서, 종이와 같이 얇으면서 투명한 전기 반응 물질 부재인 소위 '투명 스피커'는 본 발명에 적용 가능한 전기 반응 물질 부재의 바람직한 일 례이다. 이 밖에도, 전기 반응 물질 부재의 예로는 PZT 등의 압전 세라믹이나 PVdF 등의 압전 고분자가 널리 알려져 있으며, 그 외에도 다양한 물질들이 알려진 바 있고, 이들의 복합재료 또한 상기 전기 반응 물질 부재로서 활용 가능하다.
도 7은 본 발명에 의한 휴대용 전자장치를 설명하기 위한 참고도로서, 버튼 프레임(10), 터치 인터페이스(20), 디스플레이 패널(30), 제어부(40), 및 조작감 생성부(50)을 포함할 수 있다. 여기서, 버튼 프레임(10) 내지 조작감 생성부(50)는 휴대용 전자장치의 내부에 포함되는 것이 바람직하다.
도 7에 대한 설명의 편의상, 버튼 프레임(10)은 하나의 투명한 버튼 윈도우(11)를 가진다고 가정한다. 여기서, 버튼 윈도우(11)는 버튼 형태의 개구부로 이루어지고 그 개구부를 덮는 윈도우 커버(12)를 포함한다.
터치 인터페이스(20)는 버튼 프레임(10) 아래에 배치되고, 터치 인터페이스(20)에는 버튼 윈도우(11)에 대응되는 영역에 하나의 투명한 터치 센서(21)가 구비된다. 이러한 터치 센서(21)는 버튼 윈도우(11)에 대한 무엇인가(예를 들어, 휴 대용 전자장치 사용자의 손가락)의 접촉을 감지하고 감지된 결과를 접촉 감지신호로서 출력한다. 이 때, 터치 센서(21)는 버튼 윈도우(11)에 무엇인가(예를 들어, 휴대용 전자장치 사용자의 손가락)가 '접촉되었는지의 여부'를 감지하는 데 그치는 것이 아니라, 버튼 윈도우(11)의 영역 중 무엇인가에 의해 '접촉된 영역이 어디인지'도 감지하는 것이 바람직하다.
디스플레이 패널(30)은 터치 인터페이스(20) 아래에 배치된다. 이러한 디스플레이 패널(30)은 터치 센서(21)로부터 접촉 감지신호를 입력받고, 입력된 접촉 감지신호에 따른 화상을 디스플레이한다. 구체적으로, 디스플레이 패널(30)은 휴대용 전자장치에 미리 마련된 화상들 중 '입력된 접촉 감지신호'에 상응하는 N(단, N은 자연수)개의 화상들을 디스플레이한다. 디스플레이 패널(30)에 표시된 화상은, 터치 센서(21)와 버튼 윈도우(11)를 통해 투영된다.
제어부(40)는 터치 센서(21)로부터 접촉 감지신호를 입력받고, 그 접촉 감지신호가 입력된 직후에 제어신호를 생성하고, 생성된 제어신호를 조작감 생성부(50)로 출력할 수 있다. 본 명세서에서, 제어신호는 조작감 생성부(50)의 동작을 지시하는 신호를 의미한다.
조작감 생성부(50)는 제어부(40)로부터 제어신호를 입력받고, 제어신호에 응답하여, 휴대용 전자장치에 기계적인 진동을 발생시킨다. 이러한 조작감 생성부(50)는 진동 모터로서 구현될 수 있다.
이제까지 본 발명을 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특 성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점들은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 디스플레이 패널 일부에 대응되게 마련된 본 발명에 의한 디스플레이 버튼 입력장치의 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 2는 투명 다분할 터치 인터페이스를 구비한 본 발명에 의한 디스플레이 버튼 입력장치의 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 3은 투명 일체형 터치 인터페이스를 구비한 본 발명에 의한 디스플레이 버튼 입력장치의 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 4는 불투명 다분할 터치 인터페이스를 구비한 본 발명에 의한 디스플레이 버튼 입력장치의 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 5는 전기 반응 물질을 이용한 조작감 생성부를 구비한 본 발명에 의한 디스플레이 버튼 입력장치의 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 6은 전기 반응 물질을 이용한 조작감 생성부의 일 예를 도시한다.
도 7은 본 발명에 의한 휴대용 전자장치를 설명하기 위한 참고도이다.

Claims (2)

  1. 휴대용 전자장치에 있어서,
    하나의 투명한 버튼 윈도우를 갖는 버튼 프레임;
    상기 버튼 윈도우에 대응되는 영역에 하나의 투명한 터치 센서를 가지며, 상기 버튼 윈도우에의 접촉을 상기 터치 센서를 이용하여 감지하고 감지된 결과를 접촉 감지신호로서 출력하는 터치 인터페이스;
    상기 접촉 감지신호를 입력받고, 입력된 상기 접촉 감지신호에 따른 화상을 상기 버튼 윈도우에 제공하는 디스플레이 패널; 및
    상기 접촉 감지신호를 입력받고, 상기 접촉 감지신호가 입력된 직후에, 상기 휴대용 전자장치에 기계적인 진동을 발생시키는 조작감 생성부를 포함하는 휴대용 전자장치.
  2. 휴대용 전자장치에 있어서,
    하나의 투명한 버튼 윈도우를 갖는 버튼 프레임;
    상기 버튼 윈도우에 대응되는 영역에 하나의 투명한 터치 센서를 가지며, 상기 버튼 윈도우에의 접촉을 상기 터치 센서를 이용하여 감지하고 감지된 결과를 접촉 감지신호로서 출력하는 터치 인터페이스;
    상기 접촉 감지신호를 입력받고, 입력된 상기 접촉 감지신호에 따른 화상을 상기 버튼 윈도우에 제공하는 디스플레이 패널;
    제어신호에 응답하여, 상기 휴대용 전자장치에 기계적인 진동을 발생시키는 조작감 생성부; 및
    상기 접촉 감지신호를 입력받고, 상기 접촉 감지신호가 입력된 직후에 상기 제어신호를 생성하고 생성된 상기 제어신호를 상기 조작감 생성부로 출력하는 제어부를 포함하는 휴대용 전자장치.
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