KR100976564B1 - 정전용량용 터치스크린의 스타일러스 펜 - Google Patents

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Abstract

본 발명이 해결하려는 과제는 정전용량용 터치스크린에 스타일러스 펜이 접촉된 것을 감지할 수 있도록 터치스크린이 구비된 기기의 전원을 이용한 정전용량용 터치스크린의 스타일러스 펜을 제공하는 것이다. 본 발명 정전용량용 터치스크린의 스타일러스 펜은 기기의 전원을 이용한 스타일러스 펜을 터치스크린에 접촉하는 경우 스타일러스 펜의 내부에 흐르는 전류에 의해 접촉되는 것을 감지하여 기기가 구동되도록 하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 정전용량용 터치스크린의 사용시에 사용자가 겨울철에 장갑을 착용한 상태에서도 터치스크린을 사용할 수 있으므로 편리한 장점이 있다. 또한, 터치스크린이 사용되는 기기의 전원을 이용하므로 별도의 전원의 공급이 필요 없으며, 터치스크린이 사용되는 기기의 전원과 전위차이가 없으므로 향상된 터치감을 제공할 수 있는 장점이 있다. 아울러, 스타일러스 펜을 탈부착 가능하도록 구성하여 사용이 편리하고, 스타일러스 펜의 외주면에 요철을 형성하여 사용자의 파지력 및 그립감을 향상시킬 수 있으며, 스타일러스 펜의 팁을 유연성을 가진 재질로 구성하여 터치스크린의 손상을 방지할 수 있는 장점이 있다.

Description

정전용량용 터치스크린의 스타일러스 펜 { STYLUS PEN OF CAPACITANCE TOUCH SCREEN }
본 발명은 터치스크린의 스타일러스 펜에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터치스크린을 구비한 기기의 전원을 이용하여 정전용량용 터치스크린에서도 사용 가능한 스타일러스 펜에 관한 것이다.
최근 사용자의 편의성 향상을 위해 모바일 단말기, PMP, MP3의 디스플레이 장치로 터치스크린을 사용하는 경우가 증가되고 있는 경향이다. 이러한 터치스크린을 구비한 기기의 사용자들은 터치스크린을 조작하는 경우에 손가락을 이용하거나 스타일러스 펜을 이용하여 조작을 하며, 터치스크린의 접촉된 것을 감지하는 방식에 따라 기존의 스타일러스 펜을 사용할 수 없는 경우도 있다.
이하, 터치스크린의 방식에 대하여 살펴보고, 특히 감압식 방식의 터치스크린의 경우 기존의 스타일러스 펜을 사용하지 못하는 문제점에 대해 상세히 살펴본다.
터치스크린의 방식에는 감압식과 정전식 방식이 있다. 정전식 터치스크린은 인듐과 산화주석의 전도성 화합물인 Indium Tin Oxide(In203+Sn02)으로 코팅된 유리로 구성되고, 유리의 네 모서리에 센서가 부착되어 있으며, 유리에는 지속적으로 전류가 흐르게 되고 센서는 가로 세로 방향으로 정밀하게 전하를 축적한다. 즉, 터치스크린 표면에 전하(전류의 흐름)을 충전하고 그 둘레에 센서들을 설치한 후 접촉시에 전하가 상실된 정도를 감지해 접촉이 이루어진 곳을 감지한다.
정전식 터치스크린의 접촉된 곳을 감지하는 원리는 사람의 신체가 전도성을 띠고 있는 것을 이용하여 손가락으로 터치스크린을 누르게 되면 유리에 흐르던 전자가 신체로 이동하게 되고, 센서는 이러한 전자의 변화를 감지해 좌표를 측정하게 된다.
도 2a, 2b와 도 3a, 3b를 참조하여 정전용량용 터치스크린의 동작원리에 대해 상세히 살펴본다. 도 2a는 정전용량용 터치스크린에 손가락의 접촉이 없는 경우를 도시한 도면, 도 2b는 정전용량용 터치스크린에 손가락의 접촉이 없는 경우에 캐패시터를 도시한 도면, 도 3a는 정전용량용 터치스크린에 손가락을 접촉한 경우를 도시한 도면, 도 3b는 정전용량용 터치스크린에 손가락을 접촉한 경우에 캐패시터 도시한 도면으로 정전용량 터치스크린(100)에 손가락의 접촉이 없을 경우에는 Cp(101)에만 전하가 충전되어 있으므로 Cs(전체 캐패시터 용량) = Cp 로 나타낼 수 있으며, t(시간) = R × Cs 를 유지한다. 정전용량용 터치스크린(100)에 손가락을 접촉하는 경우에는 기존의 Cp(101)에 정전용량용 터치스크린(100)에 접촉한 손가락에 의해 Cf(102)가 추가되어 Cs(전체 캐패시터 용량) = Cp + Cf 로 나타낼 수 있으며, t(시간) = R × (Cp + Cf) 이므로 Cf(102) 만큼의 시간지연이 발생한다.
즉, 손가락의 접촉에 의해 Cs값이 변하고 oscillator 회로를 적용하면 Cs 값 변화가 주파수 변화로 나타나는데 상기 주파수 변화를 micom의 time0와 time1을 이용하여 터치스크린에 접촉된 위치를 찾아내는 원리이다.
따라서, 상술한 정전식 터치스크린에 기존의 스타일러스 펜은 사용할 수 없으며, 상기 터치스크린에 접촉된 것을 감지하기 위해 손가락을 이용하거나 전도성 있는 물질로 만들어진 스타일러스 펜을 사용해야 한다. 다만, 손가락이나 전도성 있는 물질로 만들어진 스타일러스 펜의 경우에도 겨울철에 장갑을 착용한 상태에서는 정전식 터치스크린에 사용할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로,
본 발명이 해결하려는 과제는 정전용량용 터치스크린에 스타일러스 펜이 접촉된 것을 감지할 수 있도록 터치스크린이 구비된 기기의 전원을 이용한 정전용량용 터치스크린의 스타일러스 펜을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 과제는 스타일러스 펜의 파지력 및 그립감을 향상시킬 수 있는 정전용량용 터치스크린의 스타일러스 펜을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 과제는 사용자가 사용하기 편리하도록 탈부착이 가능한 정전용량용 터치스크린의 스타일러스 펜을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 과제는 터치스크린의 손상을 방지하기 위한 정전용량용 터치스크린의 스타일러스 펜을 제공하는 것이다.
터치스크린이 구비된 기기에 사용되는 스타일러스 펜에 있어서, 상기 기기의 전원을 이용한 스타일러스 펜을 터치스크린에 접촉하는 경우 스타일러스 펜의 내부에 흐르는 전류에 의해 접촉되는 것을 감지하여 기기가 구동되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 스타일러스 펜은 터치스크린이 구비된 기기로부터 전원을 공급받기 위해 터치스크린이 구비된 기기와 연결된 전원선과; 상기 전원선의 일단과 결합되고 내측에 관통홈이 형성된 케이스와; 상기 케이스 내부에 형성되어 전류가 흐를 수 있는 통전부와; 상기 케이스의 일측단부에 형성되어 터치스크린에 접촉하기 위한 팁으로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 스타일러스 펜은 터치스크린이 구비된 기기로부터 공급된 전원을 저장하기 위한 전원저장부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 스타일러스 펜의 케이스 외주면은 파지력 및 그립감 향상을 위해 요철부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 스타일러스 펜의 케이스와 전원선이 탈부착 가능하도록 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 스타일러스 펜의 팁은 유연한 재질로 형성되어 터치스크린의 손상을 방지하기 위한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 정전용량용 터치스크린의 사용시에 사용자가 겨울철에 장갑을 착용한 상태에서도 터치스크린을 사용할 수 있으므로 편리한 장점이 있다. 또한, 터치스크린이 사용되는 기기의 전원을 이용하므로 별도의 전원의 공급이 필요 없으며, 터치스크린이 사용되는 기기의 전원과 전위차이가 없으므로 향상된 터치감을 제공할 수 있는 장점이 있다.
아울러, 스타일러스 펜을 탈부착 가능하도록 구성하여 사용이 편리하고, 스타일러스 펜의 외주면에 요철을 형성하여 사용자의 파지력 및 그립감을 향상시킬 수 있으며, 스타일러스 펜의 팁을 유연성을 가진 재질로 구성하여 터치스크린의 손상을 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명 정전용량용 터치스크린의 스타일러스 펜을 도시한 단면도.
도 2a는 정전용량용 터치스크린에 손가락의 접촉이 없는 경우를 도시한 도면.
도 2b는 정전용량용 터치스크린에 손가락의 접촉이 없는 경우에 캐패시터를 도시한 도면.
도 3a는 정전용량용 터치스크린에 손가락을 접촉한 경우를 도시한 도면.
도 3b는 정전용량용 터치스크린에 손가락을 접촉한 경우에 캐패시터 도시한 도면.
이하 본 발명 정전용량용 터치스크린의 스타일러스 펜의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1에 의하면 본 발명 정전용량용 터치스크린의 스타일러스 펜의 구성은 스타일러스 펜의 상단부와 기기를 연결하도록 형성되어 기기로부터 전원을 공급받기 위한 전원선(15), 상기 전원선(15)의 일단과 결합되고 내측에 관통홈이 형성된 케이스(11), 상기 케이스(11) 내부에 형성되어 전류가 흐를 수 있는 통전부(12), 상기 케이스(11)의 하단부에 형성되어 터치스크린에 접촉하기 위한 팁(13)으로 구성된다. 아울러, 터치스크린을 사용하는 기기로부터 공급된 전원을 저장하기 위한 전원저장부(17)를 더 포함하여 구성될 수도 있다.
상기 전원선(15)은 터치스크린이 구비된 기기의 전원을 이용하기 위해 전류가 흐를 수 있는 재질로 구성되며, 전원선(15)은 스타일러스 펜의 상단부에 결합되고, 사용자가 스타일러스 펜(10)을 전원선(15)이 연결된 상태에서도 용이하게 사용할 수 있는 길이로 전원선(15)을 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 사용자의 편의를 위해 전원선(15)을 유연한 재질로 구성하고 꼬임을 방지할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.
상기 케이스(11)는 사용자가 용이하게 파지할 수 있도록 충분한 길이로 형성되고, 손으로 파지하는 경우 신체에 흐르는 전류가 케이스(11)에 흐를수 있도록 도체로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 신체에 흐르는 전류가 케이스(11)를 통해 팁(13)으로 흐를수 있게 구성함으로서, 신체에 흐르는 전류를 이용하여 정전용량식 터치스크린을 작동하게 할 수 있다. 또한, 케이스(11)는 원통형이나 다각형으로 형성될 수 있다.
상기 통전부(12)는 전류가 흐를 수 있는 재질로 구성되고 케이스(11)를 관통하여 형성되어 있다. 또한, 케이스(11)의 길이와 대응되는 길이로 통전부(12)가 형성된다. 통전부(12)에 전류가 흐를 수 있도록 통전부(12)의 상단부는 전원선(15)과 연결되어 터치스크린이 구비된 기기로부터 전원을 공급받으며, 통전부(12)의 하단부는 팁(13)과 연결되어 팁(13)에 전류가 흐르도록 한다. 통전부(12)의 피막을 절연물질로 구성하여 통전부(12)에 흐르는 전류가 케이스(11)로 흐르지 않도록 구성할 수도 있다.
상기 팁(13)은 케이스(11)의 하단부의 일면에 형성되고 통전부(12)와 연결되어, 터치스크린에 접촉되는 부분으로 접촉시에 팁(13)으로부터 상기 터치스크린에 전류가 흐를 수 있도록 구성된다. 팁(13)은 터치스크린에 전류가 흐를 수 있도록 하기 위해 전도성 있는 재질로 구성되고, 접촉시에 터치스크린의 손상을 방지하기 위해 유연한 재질로 구성한다.
상기 전원저장부(17)는 사용자가 스타일러스 펜(10)을 편리하게 사용할 수 있도록 케이스(11)가 전원선(15)으로부터 분리된 경우에도 정전용량용 터치스크린에 사용할 수 있도록 한다. 즉, 전원저장부(17)는 케이스(11)의 하단부에 형성되어 통전부(12)로 부터 전류를 공급받아 전류를 저장할 수 있도록 구성되고, 케이스(11)와 전원선(15)이 연결되어 있는 경우에는 통전부(12)에 흐르는 전류를 사용하고, 케이스(11)와 전원선(15)이 분리되어 있는 경우에는 통전부(12)가 전원선(15)으로 부터 전류를 공급받지 못하므로 전원저장부(17)에 저장되어 있는 전원을 사용한다. 사용자가 스타일러스 펜(10)을 전원선(15)으로 부터 분리하여 사용할 수 있으므로 편의성을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명 정전용량용 터치스크린의 스타일러스 펜(10)의 동작상태에 대해 상세하게 설명한다.
본 발명 정전용량용 터치스크린의 스타일러스 펜(10)의 전원선(15)은 터치스크린이 구비된 기기(20)의 전원을 스타일러스 펜(10)에 공급하기 위해 일단은 터치스크린이 구비된 기기(20)와 연결되고 타단을 스타일러스 펜(10) 케이스(11)의 상단부에 연결된다. 상기 전원선(15)에 의해 케이스(11)의 내부에 구비된 통전부(12)에 전류가 흐르게 된다.
스타일러스 펜(10)의 팁(13)은 케이스(11)의 하단부에 형성되고 통전부(12)와 연결되어 터치스크린에 접촉하는 경우 통전부(12)에 흐르는 전류가 터치스크린에 흐를 수 있도록 구성된다. 전원저장부(17)는 케이스(11)의 하단부에 형성되고 통전부(12)를 통해 흐르는 전류를 저장하여 팁(13)이 터치스크린에 접촉하는 경우 터치스크린에 전류가 흐르도록 한다. 또한, 케이스(11)가 도체로 형성된 경우 신체에 흐르는 전류를 사용하여 정전용량식 터치스크린을 동작시킬 수도 있다.
또한, 터치스크린이 구비된 기기의 AUX 단자로 부터 전원을 공급받는 경우 '+' 전원을 이용하면, 상기 기기의 스피커가 작동하지 않는 문제가 발생할 수도 있다. 따라서, AUX 단자로 부터 전원을 공급받는 경우 '-' 전원을 이용하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명 정전용량용 터치스크린의 스타일러스 펜(10)의 다양한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.
스타일러스 펜(10)은 요철부(18)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 상기 요철부(18)는 케이스(11) 외주면의 손으로 파지하는 부분에 형성되어 파지력과 그립감을 향상시킨다. 이로 인해, 사용자가 스타일러스 펜(10)을 사용함에 있어서 편의성을 향상시킬 수 있다. 상기 요철부(18)를 전도성 있는 재질로 구성할 수 있다.
상기 스타일러스 펜(10)에 전원을 공급하기 위해 케이스(11)에 연결된 전원선(15)으로 인하여 사용자가 사용함에 있어 번거러운 문제점이 있으므로, 상기 문제점을 해결하기 위해 케이스(11)와 전원선(15)을 탈부착 가능하도록 구성할 수 있다. 즉, 케이스(11)를 전원선(15)으로 부터 분리하여 사용하는 경우 전원저장부(17)에 저장된 전원이 공급되어 통전부(12)에 흐르게 되므로, 정전용량식 터치스크린에도 사용가능하다. 케이스(11)와 전원선(15)이 탈부착 가능하도록 억지끼움방식, 나사결합방식등을 사용할 수 있으며, 스타일러스 펜(10)이 휴대용 기기에 사용되는 특성상 결합력이 강한 나사결합방식을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 케이스(11) 상단에 클립(14)을 구비할 수 있다. 스타일러스 펜(10)을 전원선(15)으로부터 분리하여 사용하는 경우에 상기 클립(14)을 이용하여 스타일러스 펜(10) 종이에 끼우거나 옷에 끼워 보관할 수 있으므로 사용자가 편의성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
상기 팁(13)은 스타일러스 펜(10)에 의해 압력이 가해지는 경우에 통전부(12)로부터 팁(13)에 전류가 흐를 수 있도록 구성할 수 있다. 즉, 팁(13)과 통전부(12)를 일정거리 이격되게 형성하여 팁(13)이 터치스크린에 접촉되고, 사용자에 의해 가해진 압력에 의해 팁(13)과 통전부(12)가 접촉되는 경우에 통전부(12)로부터 팁(13)에 전류가 흐르도록 구성할 수 있다. 팁(13)이 터치스크린에 접촉된 경우에도 팁(13)과 통전부(12)가 접촉되지 않는 경우에는 통전부(12)로 부터 팁(13)으로 전류가 흐르지 않는다.
상기 전원선(15)은 일단에 연결단자(16)를 구비하여 상기 연결단자(16)를 통해 터치패널이 구비된 기기에 결합되어, 터치패널이 구비된 기기(20)의 전원을 공급받을 수 있도록 구성할 수 있다. 상기 연결단자(16)는 터치패널이 구비된 기기의 모든 단자에 연결될 수 있도록 다양한 형태로 구성할 수 있다.
상기 스타일러스 펜(10)은 길이 조절이 가능하도록 슬라이딩식으로 케이스(11)를 구성할 수 있다. 즉, 스타일러스 펜(10)이 휴대용 기기에 사용되는 특성에 따라 휴대성과 사용성을 향상시키기 위하여, 길이 조절이 가능하도록 슬라이딩식으로 케이스(11)를 구성하여 스타일러스 펜(10)을 휴대하는 경우 길이를 최소로 조절하여 휴대성을 향상시킬 수 있으며, 스타일러스 펜(10)을 사용하는 경우 길이를 최대로 조절하여 사용성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 스타일러스 펜(10)의 팁(13)을 보호하기 위해 팁보호 케이스를 더 포함하여 구성할 수 있다. 상기 팁보호 케이스를 케이스(11)의 하단부에 탈부착 가능하도록 하기 위해 팁보호 케이스에 걸림턱을 형성하고, 상기 걸림턱에 대응하도록 케이스(11)에 걸림홈을 형성하여 구성할 수 있다. 또한, 나사결합방식 또는 억지끼움방식을 이용하여 팁보호 케이스를 케이스(11)에 탈부착 가능하도록 구성할 수 있다.
10...스타일러스 펜
11...케이스
12...통전부
13...팁
14...클립
15...전원선
16...연결단자
17...전원저장부
18...요철부
20...터치패널이 구비된 기기
100...터치패널

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 터치스크린이 구비된 기기에 사용되는 스타일러스 펜에 있어서,
    상기 스타일러스 펜의 상단부와 기기를 연결하도록 형성되어 기기로부터 전원을 직접 공급받기 위한 전원선(15)과;
    상기 전원선의 일단과 결합되고 내측에 관통홈이 형성된 케이스(11)와;
    상기 케이스 내부에 형성되고 상기 전원선과 연결되어 기기와 동일한 전위의 전류가 흐르는 통전부(12)와;
    상기 케이스의 하단부에 형성되어 상기 통전부의 전류가 터치스크린으로 직접 흐르도록 상기 터치스크린에 접촉하는 팁(13)을 포함하는 정전용량용 터치스크린의 스타일러스 펜.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 스타일러스 펜은 기기로부터 공급된 전원을 저장하기 위한 전원저장부(17)를 더 포함하는 정전용량용 터치스크린의 스타일러스 펜.
  4. 삭제
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 스타일러스 펜의 케이스와 전원선이 탈부착 가능하도록 형성된 것을 특징으로 하는 정전용량용 터치스크린의 스타일러스 펜.
  6. 삭제
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