KR100961590B1

KR100961590B1 - 정전용량식 터치 패널에 사용가능한 터치 펜

Info

Publication number: KR100961590B1
Application number: KR1020090117939A
Authority: KR
Inventors: 김성근
Original assignee: 김성근
Priority date: 2009-12-01
Filing date: 2009-12-01
Publication date: 2010-06-04

Abstract

본 발명은 터치 펜에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정전용량식 터치 패널에 적용됨과 아울러 일정한 유전량을 가진 유전체를 사용하여 정전용량식 터치 패널의 작동을 효과적으로 할 수 있는 터치 패널에 신호를 입력하기 위한 터치 펜에 관한 것이다.

본 발명의 목적은, 정전용량식 터치 패널에 신호를 입력하거나 문자를 입력할 때 정확하게 원하는 위치에 신호를 입력할 수 있으며, 그려서 문자를 터치 패널에 입력할 때에 오동작이 없으며, 터치 패널에 지문을 남기지 않아 사용이 매우 편리하고 반응이 빠른 정전용량식 터치 패널에 사용 가능한 터치 펜을 제공하는데 있다.

상기 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 접촉 시 정전용량식 터치패널의 정전용량값에 변화를 줄 수 있을 정도의 유전상수값을 갖는 유전체(1)와,

상기한 유전체(1)를 수납함과 아울러 유전체(1)의 종단이 노출되어 터치 패널과 일정 면적 접촉할 수 있도록 형성된 펜(3)과,

상기한 펜(3)과 결합되도록 구성되고 펜(3)과 결합 시 유전체(1)가 펜(3)의 종단으로 노출된 상태를 유지하도록 형성되며 손으로 잡고 쓸 수 있도록 구성된 상부손잡이(4)로 구성함을 특징으로 한다.

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Description

정전용량식 터치 패널에 사용가능한 터치 펜{TOUCH-PEN FOR CAPACITIVE TOUCH PANEL}

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일반적으로, 정전용량식 터치 패널은 미세한 전류에 따라 정전용량 패드의 정전용량값이 변화되도록 함으로써 신호를 입력하게 되는 바, 이에 따라 정전용량식 터치 패널은 손가락으로 작동해야 한다.
즉, 정전용량식 터치 패널은 인체의 손가락으로 입력할 수 있도록 설계 제작된 것으로서, 손끝이 터치 패널에 닿을 때 인체에 흐르는 미세한 전류와 손끝의 정전용량 값이 터치 패널을 구성하고 있는 정전용량 패드에 정전용량 값을 변화시켜 정전용량 값이 변화된 위치를 읽을 수 있도록 구성되어 있기 때문에, 종래의 감압식 터치 패널용 터치 펜, 손톱이나 볼펜,유성펜 등의 필기구로는 입력이 되지 않는다.
이를 해결하기 위해 정전용량식 터치 패널에 신호를 입력하는 터치 펜이 기존에 사용되었지만, 이는 인체에 흐르는 전류를 터치 펜에 전달하거나 또는 터치 펜의 끝 부분에 붓과 같이 미세한 털을 장착하여 미세한 털의 정전기를 이용함으로써, 정전용량식 터치 패널에 신호를 입력하는 것이다.

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그러나, 상기한 바와 같이 인체의 전류를 이용한 터치펜은 미세한 인체전류의 전달량이 매우작거나 불규칙하여 터치 패널을 작동시킬 때 민감하지 않고 이로 인해 사용감이 극히 낮을 뿐만 아니라 사람마다 인체의 전류값이 다르고 손가락이 너무 건조하거나 습할 때는 제대로 동작하지 않는 경우가 많으며 특히 장갑을 끼고 사용할 때는 입력 자체가 되지 않아서 사용에 불편함이 너무 많아 실질적으로 정전용량식 터치 패널에서는 손가락만을 사용하게 되는 문제점이 있다.
또한, 정전용량식 터치 패널에 손가락을 사용하여 입력할 때에 터치 패널이 지문에 의해 오염되어서 터치 패널이 혼탁해져서 터치 패널의 투명도가 떨어지며,손가락이 엉뚱한 곳을 눌러서 오동작이 발생될 뿐만 아니라 글자를 그려서 문자를 입력할 때 매우 불편하게 되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 정전용량식 터치 패널에 신호를 입력하거나 문자를 입력할 때 정확하게 원하는 위치에 신호를 입력할 수 있으며, 그려서 문자를 터치 패널에 입력할 때에 오동작이 없으며,터치 패널에 지문을 남기지 않아 사용이 매우 편리하고 반응이 빠른 정전용량식 터치 패널에 사용 가능한 터치 펜을 제공하는데 있다.

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상기 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 접촉 시 정전용량식 터치패널의 정전용량값에 변화를 줄 수 있을 정도의 유전상수값을 갖는 유전체와,
상기한 유전체를 수납함과 아울러 유전체의 종단이 노출되어 터치 패널과 일정 면적 접촉할 수 있도록 형성된 펜과,
상기한 펜과 결합되도록 구성되고 펜과 결합 시 유전체가 펜의 종단으로 노출된 상태를 유지하도록 형성되며 손으로 잡고 쓸 수 있도록 구성된 상부손잡이로 구성함을 특징으로 한다.

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이상과 같이 본 발명은 정전용량식 터치 패널에 신호를 입력하거나 문자를 입력할 때, 손가락을 사용하는 것에 비해 보다 반응이 빠르고 정확하게 입력할 수 있을 뿐만 아니라 터치 패널에 오염 발생을 방지할 수 있도록 한 이점이 있는 것이다.

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도1과 도2는 본 발명에 따른 터치 패널에 신호를 입력하기 위한 터치 펜을 도시한 조립 단면도와 분해 단면도로서, 접촉 시 정전용량식 터치패널의 정전용량값에 변화를 주어 신호를 입력시킬 수 있을 정도의 유전상수값을 갖는 유전체(1)와, 상기한 유전체(1)를 수납함과 아울러 유전체(1)의 종단이 노출되어 터치 패널과 일정 면적 접촉할 수 있도록 돌출공(2)이 하부에 형성된 펜(3)과, 상기한 펜(3)과 나사 결합되도록 구성되고 펜(3)과 결합 시 유전체(1)가 펜(3)의 종단으로 노출된 상태를 유지하도록 형성되며 손으로 잡고 쓸 수 있도록 구성된 상부손잡이(4)로 이루어져 있다.
즉, 상기한 펜(3)과 상부손잡이(4)가 결합되면 유전체(1)가 펜(3) 내부에서 고정됨과 아울러 펜(3)의 종단으로 일정부분 돌출됨으로써, 이를 갖고 터치 패널에 터치를 할 수 있게 되는 것이다.
여기서, 상기한 상부손잡이(4)와 펜(3)을 결합시키면 상부손잡이(4)에 의해 유전체(1)가 압박되면서 펜(3)의 종단 돌출공(2)으로 일부 돌출되는 바, 상부손잡이(4)의 하단에 누름판(5)을 형성하면 보다 정확하게 유전체(1)를 압박할 수 있게 된다.
물론, 상기한 상부 손잡이(4)를 별도로 사용하지 않고, 펜(3)을 길게 형성하고 그 내부에 유전체(1)를 수납하여 고정시켜도 터치펜으로 사용할 수 있게 된다.
상기한 유전체(1)는 높은 유전상수를 가지는 액체 계열의 알코올, 물등의 유전물질을 밀폐된 막(6) 내부에 넣어서 구성된다.
또는, 유전상수를 더 높이기 위해 물 또는 알코올등의 용제에 티탄산바륨,롯셀염과 같이 높은 유전상수가 있는 고체(고유전체)를 용해시켜 유전물질을 만들고 이를 막(6)에 넣어 구성하게 된다.
또는, 유전상수가 높은 티탄산바륨, 롯셀염등과 같은 물질을 녹여서 일정 형태로 제작하여 사용할 수도 있고, 이를 실리콘등과 같은 탄성이 있는 물체에 혼합시켜 제작할 수도 있다.
상기한 바와 같이 일정한 유전량이 있는 유전체(1)를 만들 때에 액체 형태이거나 또는 높은 유전상수의 고체가 녹아있는 액상일 때는, 이 액체가 스며들 수 있는 스펀지나 펄프,섬유소재를 사용하여 용해된 밀도를 맞추어서 정전용량식 터치 패널이 반응할 수 있는 가장 적합한 유전량을 맞출 수 있다.
상기한 막(6)은 탄력 있는 재질로 제작하는 바, 예를 들면 고무, 비닐, 실리콘등으로 제작하여 그 내부에 액상인 유전물질을 수납하게 된다.
상기한 바와 같은 본 발명의 작용 효과를 설명하면, 예를 들어 유전체(1)는 탄성이 있는 막(6)의 내부에 유전물질을 충진하여 구성하게 된다.
또한, 상기한 펜(3)과 결합된 상부손잡이(4)의 사이에 막대(7)가 삽입되어 유전체(1)가 충진된 막(6)을 가압할 수도 있게 된다.
물론, 상기한 유전체(1)를 구성할 때에는 물, 알코올등을 막(6)에 충진하거나 또는 물, 알코올등과 같은 용제에 티탄산바륨, 롯셀염등과 같은 강유전체를 녹여 유전상수를 높게 구성하게 된다.
막(6)에 유전물질을 충진하여 유전체(1)가 구성되면 이를 펜(3)에 삽입하게 되고, 상기한 펜(3)의 하부에 형성된 돌출공(2)으로 유전체(1)의 일부가 노출되는 바, 이 상태에서 상부손잡이(4)를 펜(3)에 결합시키게 된다.
펜(3)에 상부손잡이(4)가 결합되면 상부손잡이(4)의 하단에 형성된 누름판(5)에 의해 유전체(1)의 상부가 눌리면서 펜(3)의 하부에 형성된 돌출공(2)으로 일부가 돌출된다.
돌출공(2)으로 유전체(1)가 돌출되도록 펜(3) 및 상부손잡이(4)를 결합시키면, 터치 펜이 조립 완료된 것으로서, 이를 정전 용량식 터치 패널에 접촉시켜서 사용하게 된다.
즉, 일정 유전상수를 갖는 유전체(1)를 터치 패널에 접촉시켜서 사용하게 되는 것으로서, 상기한 유전체(1)를 터치 패널에 접촉시키면 막(6)이 탄성적으로 팽창되면서 터치 패널에 접촉하게 되고, 상기한 접촉에 의해 터치 패널이 반응하여 문자 및 신호를 입력할 수 있게 된다.
특히, 상기한 정전용량식 터치 패널의 특성상 일반적으로 3×3mm 이상의 면적에 터치되어야 작동하게 되는 바, 상기한 막(6)이 터치 패널에 접촉할 때 탄성적으로 팽창하면서 상기한 면적 이상으로 터치 패널에 접촉됨으로써 원활하게 터치 패널을 작동시킬 수 있게 된다.
즉, 일정한 유전상수를 갖는 유전체(1)가 터치 패널에 닿으면 정전용량식 터치 패널을 구성하고 있는 정전용량 필름 일부 구역에서 정전용량값의 변화가 생기고, 상기한 정전용량값의 변화된 부분을 터치 패널이 감지하고 터치 패널에 부착된 마이크로 프로세서가 연산하여 변화된 부분의 좌표값을 읽어 터치 패널이 작동하게 되는 것이다.
여기서, 상기한 터치 패널의 반응(민감도등)을 조절하기 위해서, 유전체(1)의 유전상수를 변경시킬 수 있는 바, 펜(3)에 나사(S) 결합되어 있는 상부 손잡이(4)를 회전시켜서 누름판(5)이 유전체(1)를 압박하는 압력을 가변시키면 유전체(1)가 압력을 받아서 내부 밀도가 올라가거나 내려가면서 밀폐된 막(6) 내부의 체적을 변화시켜서 단위 유전량을 가변시킬 수 있게 된다.
물론, 상기 압력을 조절할 수 있는 구조로 나사 형태가 아니고 다른 일반적인 구성으로 형성해도 동일한 효과를 얻을 수 있게 된다.

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도 1은 본 발명에 따른 정전용량식 터치 패널에 사용 가능한 터치 펜을 도시한 조립 단면도.

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도 2는 도 1의 분해 단면도.

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*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1: 유전체 2: 돌출공
3: 펜 4: 상부손잡이
5: 누름판 6: 막

7: 막대 S: 나사

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Claims

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액체계열에서 선택된 유전물질과, 상기한 유전물질을 담아서 외부로 누출되지 않도록 함과 아울러 터치패널에 접촉할 때 접촉 면적이 증대될 수 있도록 탄성을 갖고 있고 펜에 수납되어 일부만 노출되는 막으로 이루어진 유전체와,

상기한 유전체를 수납함과 아울러 유전체의 종단이 노출되어 터치 패널과 일정 면적 접촉할 수 있도록 형성된 펜과,

상기한 펜과 결합되도록 구성되고 펜과 결합 시 유전체가 펜의 종단으로 노출된 상태를 유지하도록 형성되며 손으로 잡고 쓸 수 있도록 구성된 상부손잡이로 구성함을 특징으로 하는 정전용량식 터치판넬에 사용 가능한 펜.
강유전체인 유전물질 중 고체계열에서 선택하고 펜에 수납된 상태에서 외부로 일부만 노출되도록 형성한 유전체와,

상기한 유전체를 수납함과 아울러 유전체의 종단이 노출되어 터치 패널과 일정 면적 접촉할 수 있도록 형성된 펜과,

상기한 펜과 결합되도록 구성되고 펜과 결합 시 유전체가 펜의 종단으로 노출된 상태를 유지하도록 형성되며 손으로 잡고 쓸 수 있도록 구성된 상부손잡이로 구성함을 특징으로 하는 정전용량식 터치판넬에 사용 가능한 펜.
제2항에 있어서,

상기한 유전물질은 알코올 또는 물에서 선택하여 사용함을 특징으로 하는 정전용량식 터치패널에 사용 가능한 펜.
제4항에 있어서,

상기한 알코올 또는 물에 강유전체인 유전물질을 용해시켜 유전율을 높이도록 형성함을 특징으로 하는 정전용량식 터치패널에 사용 가능한 펜.
제3항 또는 제5항에 있어서,

상기한 유전물질은 강유전체인 롯셀염과 같이 액체에 용해되는 고체계열 또는 티탄산바륨등과 같은 고체계열에서 선택하여 사용함을 특징으로 하는 정전용량식 터치판넬에 사용 가능한 펜.
제2항 내지 제5항중 어느 한항에 있어서,

상기한 유전체에 압력을 가하면서 유전율을 가변시킬 수 있도록 상부손잡이에 형성된 누름판을 포함함을 특징으로 하는 정전용량식 터치패널에 사용 가능한 펜.