KR100867030B1 - 회전식 입력장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전식 입력장치를 개시한다.

본 발명의 회전식 입력장치는 회전 조작력을 받는 것으로 중앙에 센터홀이 형성되고 저면 테두리측에는 다극 착자된 링 마그네트가 구비된 휠키와, 상기 센터홀에 끼움 구비되는 관 형상의 부재로서 관통된 중앙부에는 센터키가 조립되고 하측 테두리측에는 등 간격으로 끼움돌기가 돌출 형성된 스페이서와, 상기 휠키의 하측에 구비되어 회전 가능하게 지지하는 것으로 하측으로는 등 간격을 두고 가압핀과 수직 포스트가 돌출 형성된 관 형상의 홀더와, 상기 홀더의 하측에 위치되는 판재형의 부재로서 상기 끼움돌기와 수직 포스트가 삽입되는 끼움구멍이 형성된 커버 플레이트와, 상기 커버 플레이트의 상면에 구비되어 끼움구멍에 대응되는 위치에 관통구멍이 형성되고 상기 링 마그네트의 회전을 검출하는 자기소자 및 가압핀의 가압력을 입력받는 돔 버튼이 구비된 인쇄회로기판으로 구성된다.

상기와 같이 본 발명은 간소한 구성으로 이루어지므로 슬림화에 따른 디자인 설계의 자유도를 대폭적으로 높일 수 있으면서 아울러 양호한 조립성에 따른 수율 및 생산성 향상을 기대할 수 있는 효과가 기대된다.

회전, 입력, 자기소자, 마그네트, 단말기

Description

회전식 입력장치{ROTATABLE INPUTTING APPRARTUS}

도 1은 본 발명에 따른 회전식 입력장치의 구성을 설명하기 위한 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 회전식 입력장치의 구성을 설명하기 위한 분해 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 회전식 입력장치의 구성을 설명하기 위한 분해 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 회전식 입력장치의 다른 실시예를 나타낸 분해 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 입력장치 10 : 휠키

11 : 센터홀 13 : 링홈

15 : 가이드 홈 20 : 스페이서

21 : 끼움돌기 21a : 후크

21b : 끼움축 25 : 센터키

26 : 센터핀 30 : 홀더

30a : 요철부 31 : 가입핀

33 : 수직 포스트 35 : 인쇄회로기판

35a : 관통구멍 37 : 자기소자

39 : 돔 버튼 40 : 커버 플레이트

41 : 끼움구멍

본 발명은 이동통신 단말기 또는 휴대용 개인정보 단말기 등과 같은 단말기에 장착되는 회전식 입력장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회전체의 회전 신호에 따라 메뉴 검색을 실시하도록 하면서 그 하측에는 단수 또는 복수개의 버튼을 장치하고 선택하고자 하는 메뉴를 스위치 동작에 의해 선택할 수 있도록 하여 단말기 조작에 대한 안정성 및 조작의 편의성 향상을 기대할 수 있는 회전식 입력장치에 관한 것이다.

일반적으로 이동통신 단말기나 개인정보 단말기 등과 같이 휴대용 단말기들은 키패드가 구비된 본체부와, 상기 본체부의 키패드를 선택적으로 노출시키도록 연결되거나 노출된 상태로 연결된 엘시디(LCD ; Liquid Crystal Display)가 구비된 디스플레이부로 구성도니다.

여기서, 상기 액정화면은 디스플레이부의 길이 방향을 따라 장방형의 형태를 갖도록 구비되어 각종 문자정보 및 영상정보를 표시하며, 상기 본체부는 숫자키를 비롯한 메뉴, 확인, 통화, 취소, 전원 ON/OFF, 방향 선택을 비롯한 다양한 기능 선택용 버튼으로 이루어진 키패드가 배열되며, 일측면에는 사이드 키 버튼이 설치되어 있다.

이에 따라 사용자는 본체부에서 디스플레이부를 노출시킨 뒤, 단말기 자체에서 제공되는 각종 기능, 즉 메뉴 검색, 전화 통화, 이메일, 스케줄, 전자계산기, 벨소리, 사지 촬영, MP3, 동영상 촬영을 실시할 수 있게 된다.

한편, 최근 들어서는 휴대용 단말기의 성능 및 기능이 대폭적으로 향상됨에 따라 본체부의 키패드의 상부에는 전화번호 검색, 문자 메시지 작성 및 관리, 인터넷 연결 등과 같은 다양한 기능을 실시하기 위한 네비게이션 키(navigation key)가 제공된다.

이러한 네비게이션 키에는 사용자가 손으로 가압하는 조작력을 인식하는 버튼 타입과 사용자가 휠을 일방향 도는 역방향 회전시킨 뒤 소정위치에서 가압하는 것을 인식하는 회전 타입으로 대별되며, 근래 들어서는 메뉴 검색 등의 기능과 다양한 기능을 손쉽게 실시할 수 있도록 한 회전형 입력장치의 사용이 증가하고 있는 실정이다.

그러나, 종래의 회전식 입력장치는 사용자의 조작력이 휠에 전달되면 이 휠키 일측에 구비된 단자와 이에 대향하는 고정부재측에 마련된 접촉요소가 물리적인 접촉을 통해 신호를 발생시키므로 조작감이 떨어질 뿐만 아니라 동작의 신뢰성이 낮은 문제점이 있었다.

특히, 기계식 접촉방식에 의한 입력 방식에 의해 두께의 박형화가 곤란하여 디자인 설계에 있어 자유도가 낮을 뿐만 아니라 향후 제품 디자인 개발에 있어 경쟁력 확보에 어려움이 있는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 자기소자를 이용하여 사용자의 회전 조작력을 입력받는 휠키의 회전속도와 방향 및 각도 등을 통하여 다양한 입력을 실시할 수 있도록 하면서 사용상의 편의성을 높일 수 있는 회전식 입력장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 구성을 간소화하여 슬림화에 따른 디자인 설계의 자유도를 높이도록 하면서 양호한 조립성에 따른 수율 및 생산성 향상을 기대할 수 있는 회전식 입력장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 회전식 입력장치는, 회전 조작력을 받는 것으로 중앙에 센터홀이 형성되고 저면 테두리측에는 다극 착자된 링 마그네트가 구비된 휠키와, 상기 센터홀에 끼움 구비되는 관 형상의 부재로서 관통된 중앙부에는 센터키가 조립되고 하측 테두리측에는 등 간격으로 끼움돌기가 돌출 형성된 스페이서와, 상기 휠키의 하측에 구비되어 회전 가능하게 지지하는 것으로 하측으로는 등 간격을 두고 가압핀과 수직 포스트가 돌출 형성된 관 형상의 홀더와, 상기 홀더의 하측에 위치되는 판재형의 부재로서 상기 끼움돌기와 수직 포스트가 삽입되는 끼움구멍이 형성된 커버 플레이트와, 상기 커버 플레이트의 상면에 구비되어 끼움구멍에 대응되는 위치에 관통구멍이 형성되고 상기 링 마그네트의 회전을 검출하는 자기소자 및 가압핀의 가압력을 입력받는 돔 버튼이 구비된 인쇄회로기판으로 구성되는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 한 특징으로서, 상기 자기소자는 상기 돔 버튼과 위치 간섭되지 않는 위치에 한 개 또는 등 간격을 두고 2~4개로 설치되는 MR센서인 것에 있다.

본 발명의 바람직한 다른 특징으로서, 상기 휠키는 저면 테두리에 근접하는 위치에 링 마그네트가 삽입되는 고리 형상의 링홈이 형성되고, 이 링홈의 내측으로 동심원상으로 홀더가 끼움 결합되는 고리 형상의 가이드 홈이 형성되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 센터키는 하측면 중앙에 센터핀이 돌출 형성되고, 상기 인쇄회로기판은 중앙부에 상기 센터핀의 가압력을 입력받도록 돔 버튼이 배치되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 센터키는 상기 홀더의 내주면에 억지 끼움으로 결합되거나 또는 회전 가능하게 간극을 두고 슬라이드 끼움되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 스페이서의 끼움돌기는 끝단부에 삼각편상의 걸림편을 형성한 후크인 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 스페이서의 끼움돌기는 기둥 형태로 된 끼움축인 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 홀더는 중앙부가 관통된 관 형상을 갖는 부재로서 상면에 가이드 홈과의 마찰을 감소되게 하는 요철부가 형성된 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 가압핀과 돔 버튼은 상호 대응되게 구비되는 것에 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전 적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하, 본 발명에 따른 회전식 입력장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 회전식 입력장치의 구성을 설명하기 위한 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 회전식 입력장치의 구성을 설명하기 위한 분해 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 회전식 입력장치의 구성을 설명하기 위한 분해 사시도이다.

이에 나타내 보인 바와 같이 본 발명에 따른 회전식 입력장치는, 크게 사용자의 회전 조작력을 입력받아 정방향 또는 역방향 회전을 실시하는 회전부재인 휠키(10) 및 상기 휠키(10)의 중앙에 구비되는 센터키(25)를 지지하는 스페이서(20)와, 상기 휠키(10)를 회전 가능하게 지지하면서 상기 휠키(10)에 가해지는 사용자의 가압 조작력을 그 하측으로 전달하는 홀더(30) 및 상기 휠키(10)와 마주보게 구비되는 판재형의 부재인 커버 플레이트(40) 그리고 상기 커버 플레이트(40)의 상면에 구비되어 상기 휠키(10)의 회전을 검출하면서 상기 홀더(30)에 전달되는 가압 조작력을 입력받기 위한 요소를 포함하는 인쇄회로기판(35)으로 구성된다.

휠키(10)는 사용자로부터 직접적인 회전조작력을 입력받는 부재로서, 중앙에는 소정크기의 센터홀(11)이 관통 형성되고, 저면 테두리측에는 다극 착자된 링 마그네트(17)가 구비된다.

이러한 휠키(10)는 도면에서 보는 같이 소정의 두께를 갖는 원판형의 부재로 구비되며 저면 테두리에 근접하는 위치에 고리 형상을 갖는 링홈(13)을 형성하는 것에 의해 링 형상을 갖는 링 마그네트(17)가 수용되도록 하고 있으며, 이때의 상기 링 마그네트(17)는 접착제 등을 이용하여 부착 고정되는 것에 의해 상기 휠키(10)와 일체로 회전된다.

또한, 상기 휠키(10)는 상기 링홈(13)의 내측으로 동심원이 되게 가이드 홈(15)이 형성된다. 즉, 상기 휠키(10)는 그 하측면에 상기 링홈(13)에 비해 축소된 지름을 갖는 고리 형상의 가이드 홈(15)이 형성되며, 이때의 상기 가이드 홈(15)은 후술할 홀더(30)가 슬라이드 접촉되게 구비되는 것에 의해 결과적으로 상기 홀더(30)에 의해 회전 가능하게 지지된다.

이러한 구성의 휠키(10)는 사용자의 회전 조작에 의해 링 마그네트(17)와 함께 회전하게 되며, 이러한 회전 동작은 후술할 인쇄회로기판(35)의 자기소자(37)에 의해 회전각도, 회전방향, 회전속도 등이 감지된다.

스페이서(20)는 상기 센터홀(11)에 끼움 구비되는 것으로 중앙부가 수직하게 관통된 관 형상을 갖는 부재로서, 관통된 중앙부에는 센터키(25)가 조립된다.

이러한 스페이서(20)는 하측 테두리측으로 복수개의 끼움돌기(21)가 다양한 형태로 돌출 형성되는데, 이때의 상기 끼움돌기(21)는 후술할 커버 플레이트(40)에 조립되는 요소이다.

즉, 도면에서 보는 바와 같이 상기 끼움돌기(21)는 끝단부에 삼각편상의 걸림편을 형성한 후크(21a) 및 기둥 형태로 된 끼움축(31b) 중 어느 하나 이상으로 구성될 수 있으며, 이러한 끼움돌기(21)를 통해 상기 스페이서(20)는 상기 휠키(10)에 대한 고정 상태를 유지한다.

한편, 상기 센터키(25)는 상·하면이 차폐된 원통형상을 갖는 부재로서, 하측면 중앙에는 센터핀(26)이 돌출 형성된다. 이때의 상기 센터핀(26)은 인쇄회로기판(35)의 중앙부에 마련된 돔 버튼을 가압하기 위한 요소이다.

이러한 센터키(25)는 상기 홀더(30)의 내주면에 수직 방향으로의 유동은 가능하면서 회전 방향으로의 유동은 억제되게 끼움 결하보디거나, 또는 수직 및 회전 방향으로의 소정의 유동이 가능하게 간극을 두고 슬라이드 끼움될 수 있을 것이다.

홀더(30)는 상기 휠키(10)의 하측에 구비되어 상기 휠키(10)를 회전 가능하게 지지하는 고정부재로서, 하측으로는 등간격으로 가압핀(31)과 수직 포스트(33)가 상호 위치 간섭되지 않게 돌출 형성된다.

여기서, 상기 가압핀(31)은 후술할 인쇄회로기판(35)의 상면에 제공되는 돔 버튼(39)을 가압하기 위한 것으로 도면에서 보는 바와 같이 돔 버튼(39)의 상면에 근접되는 길이를 갖도록 구비되며, 상기 수직 포스트(33)는 상기 가압핀(31)과 위치 간섭되지 않는 위치에 수직하게 돌출 형성되는 것으로 커버 플레이트(40)의 끼 움구멍(41)에 끼움 조립된다.

한편, 상기 가압핀(31)은 인쇄회로기판(35)의 상면에 구비되는 돔 버튼(39)과 대응되는 위치에 대응되는 개수로서 마련되며, 상기 수직 포스트(33) 역시 커버 플레이트(40)의 끼움구멍(41)과 대응되는 위치에 형성되어야 할 것이다.

또한, 상기 홀더(30)는 중앙부가 관통된 관 형상을 갖는 부재로서 상면에는 상기 휠키(10)의 가이드 홈(15)에 조립되었을 때 회전시 발생하는 마찰을 감소되게 요철부(30a)가 형성된다.

이러한 구성의 홀더(30)는 상기 휠키(10)의 가이드 홈(15)에 조립되는 것에 의해 상기 휠키(10)가 회전 될 수 있게 지지하며, 상기 휠키(10)에 수직방향의 조작력이 가해지면 상기 조작력이 가해지는 위치에 해당되는 가압핀이 돔 버튼을 가압하는 것에 의해 신호를 발생시키게 된다.

커버 플레이트(40)는 상기 홀더(30)의 하측에 위치되는 판재형의 부재로서, 상기 끼움돌기(21)와 수직 포스트(33)가 삽입되는 끼움구멍(41)이 관통 형성된다. 여기서, 상기 끼움구멍(41)은 상기 끼움돌기(20)와 수직 포스트(33)의 각 형상에 따라 그 크기나 위치가 적절히 변경될 수 있을 것이다.

인쇄회로기판(35)은 상기 커버 플레이트(40)의 상면에 본딩에 의해 접합되거나 또는 나사부재 등을 통해 결합 고정되며, 상기 커버 플레이트(40)의 끼움구 멍(41)과 대응되는 위치에 관통구멍(35a)이 형성된다.

이러한 인쇄회로기판(35)은 상기 링 마그네트(17)의 회전을 검출하기 위한 자기소자(37)를 구비하며, 이외에도 상기 홀더(30)의 가압핀(31)으로부터 가해지는 가압력에 의해 소정의 전기신호를 발생시키는 돔 버튼(39)이 구비된다.

여기서, 상기 돔 버튼(39)은 상술한 홀더(30)의 가압핀(31)에 의해 가압되는 것에 의해 신호를 발생시키며, 이러한 신호를 이용하여 단말기의 기능 수행을 실시하게 된다. 이러한 돔 버튼(39)은 가압력에 의해 소정의 신호를 발생시킬 수 있다면 압력센서나 접촉센서가 사용되어도 무방할 것이다.

한편, 상기 자기소자(37)는 상술한 링 마그네트(17)의 자기변화를 감지할 수 있다면 공지의 다양한 형태의 센서가 사용되어도 무방하나, 본 발명에서는 바람직하게 MR(Magneto Resistor) 센서 또는 GMR(Great Magneto Resistor) 센서인 것을 제안한다.

여기서, 상기 MR 센서 또는 GMR 센서는 자계의 변화에 따라 저항값이 변화하는 소자로서, 고체속의 캐리어 진로가 전자력에 의해 휘어져 길어지기 때문에 저항이 변화하는 성질을 이용한다. MR 센서 또는 GMR 센서는 크기가 작고 신호 레벨이 클 뿐만 아니라 민감도가 우수하여 저자계에서 운용할 수 있으며, 온도 안정성(temperature stability) 또한 높다.

이러한 자기소자(37)는 전기적으로 인쇄회로기판(35)에 연결되는 것에 의해 그 감지신호를 인쇄회로기판(35)에 실장된 컨트롤러 칩(미도시)으로 인가하게 된 다.

한편, 상기 자기소자(37)는 도 3에서 보는 바와 같이 상호 대칭되는 위치에 한쌍으로 마련되는 것이 이상적이긴 하나, 보다 정밀한 감지를 필요로 하는 경우에는 3개 이상 구비될 수 있으며, 그렇지 않은 경우에는 도 4에서 보는 바와 같이 단일개로 설치될 수 있을 것이다.

상기와 같이 구성되는 회전식 입력장치의 작동을 살펴보면 다음과 같다.

사용자의 회전 조작력이 휠키(10)에 가해지는 것에 의해 상기 휠키(10)가 정방향 또는 역방향 회전을 하게 되며, 상기 휠키(10)의 저면측에 일체로 구비된 다극 착자된 링 마그네트(17) 역시 일체로 회전하게 된다. 여기서 상기 링 마그네트(17)는 N극과 S극이 교대로 착자되는 구성이므로 상기 휠키(10)와 대향하는 인쇄회로기판(35)에 탑재된 자기소자(37)가 상기 링 마그네트(17)의 회전에 따른 자극의 변화를 감지하여 상기 휠키(10)의 회전방향과, 회전속도 및 회전각도를 검출하게 된다. 이렇게 검출된 신호는 단말기의 기능 수행을 실행시키는 요소로서 활용될 수 있다.

또한, 상기 센터키(25)가 가압되는 것에 의해 이에 대응되는 위치의 돔 버튼이 가압되어 신호를 발생시키고, 이러한 신호를 이용하여 특정의 기능 수행을 실행시킬 수 있을 것이다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 회전식 입력장치는, 다극으로 착자된 링 마그네트와 자기소자를 이용하여 휠키의 회전속도와 방향 및 각도를 검출신호로 하여 다양한 입력을 실시할 수 있도록 하면서 사용상의 편의성을 높일 수 있는 이점을 제공한다.

특히, 간소한 구성으로 이루어지므로 슬림화에 따른 디자인 설계의 자유도를 대폭적으로 높일 수 있으면서 아울러 양호한 조립성에 따른 수율 및 생산성 향상을 기대할 수 있는 효과가 기대된다.

Claims (9)

1. 회전 조작력을 받는 것으로 중앙에 센터홀이 형성되고 저면 테두리측에는 다극 착자된 링 마그네트가 구비된 휠키와;

   상기 센터홀에 끼움 구비되는 관 형상의 부재로서 관통된 중앙부에는 센터키가 조립되고 하측 테두리측에는 등 간격으로 끼움돌기가 돌출 형성된 스페이서와;

   상기 휠키의 하측에 구비되어 회전 가능하게 지지하는 것으로 하측으로는 등 간격을 두고 가압핀과 수직 포스트가 돌출 형성된 관 형상의 홀더와;

   상기 홀더의 하측에 위치되는 판재형의 부재로서 상기 끼움돌기와 수직 포스트가 삽입되는 끼움구멍이 형성된 커버 플레이트와;

   상기 커버 플레이트의 상면에 구비되어 끼움구멍에 대응되는 위치에 관통구멍이 형성되고 상기 링 마그네트의 회전을 검출하는 자기소자 및 가압핀의 가압력을 입력받는 돔 버튼이 구비된 인쇄회로기판;을 포함하는 회전식 입력장치에 있어서,

   상기 휠키는 저면 테두리에 근접하는 위치에 링 마그네트가 삽입되는 고리 형상의 링홈이 형성되고, 이 링홈의 내측으로 동심원상으로 홀더가 끼움 결합되는 고리 형상의 가이드 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 회전식 입력장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 자기소자는 상기 돔 버튼과 위치 간섭되지 않는 위치에 한 개 또는 등 간격을 두고 2~4개로 설치되며 자계의 변화에 따라 저항값이 변화하는 자기검출소자인 것을 특징으로 하는 회전식 입력장치.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 센터키는 하측면 중앙에 센터핀이 돌출 형성되고, 상기 인쇄회로기판은 중앙부에 상기 센터핀의 가압력을 입력받도록 돔 버튼이 배치되는 것을 특징으로 하는 회전식 입력장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 센터키는 상기 홀더의 내주면에 억지 끼움으로 결합되거나 또는 회전 가능하게 간극을 두고 슬라이드 끼움되는 것을 특징으로 하는 회전식 입력장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 스페이서의 끼움돌기는 끝단부에 삼각편상의 걸림편을 형성한 후크인 것을 특징으로 하는 회전식 입력장치.
7. 제 1항에 있어서, 상기 스페이서의 끼움돌기는 기둥 형태로 된 끼움축인 것을 특징으로 하는 회전식 입력장치.
8. 제 1항에 있어서, 상기 홀더는 중앙부가 관통된 관 형상을 갖는 부재로서 상면에 가이드 홈과의 마찰을 감소되게 하는 요철부가 형성된 것을 특징으로 하는 회전식 입력장치.
9. 제 1항에 있어서, 상기 가압핀과 돔 버튼은 상호 대응되게 구비되는 것을 특징으로 하는 회전식 입력장치.

Images