KR100980042B1 - 진동발생소자를 가진 전자기기용 입력장치 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 독립적인 진동발생소자를 가진 전자기기용 입력수단 및 진동발생방법에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 본체; 상기 본체의 한쪽 면에 다수의 인식영역을 포함하도록 형성되고 어느 하나의 인식영역으로 사용자의 일부가 접촉되면 키 신호를 발생시키는 입력부; 상기 입력부의 인식영역 하측에 서로 인접한 인식영역과는 독립적으로 배치되며, 전기를 공급받으면 진동할 수 있는 다수의 진동발생소자; 및 상기 입력부로부터 발생된 키 신호를 전달받으면 사용자의 일부가 접촉되어 있는 인식영역의 하측에 배치된 진동발생소자로 전기를 공급하는 제어부;를 포함하는 독립적인 진동발생소자를 가진 전자기기용 입력수단 및 진동발생방법에 대한 것이다.

입력부, 진동발생소자, 제어부

Description

진동발생소자를 가진 전자기기용 입력장치 모듈{Input device module with vibration producting element for electronic device}

본 발명은 진동발생소자를 가진 전자기기용 입력장치 모듈에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 터치 또는 가벼운 압력으로 입력되면 사용자가 즉각적이면서 명확하게 입력여부를 인식할 수 있는 진동발생소자를 가진 전자기기용 입력장치 모듈에 대한 것이다.

반도체 집적회로 기술과 정보통신 기술의 눈부신 발전에 따라, 휴대폰, PDA 와 같은 각종 휴대 단말기가 현대생활의 필수품으로 자리 잡고 있다. 휴대 단말기는 사용자가 간편하게 휴대할 수 있어야 하기 때문이 그 크기가 작은 것이 특징이다. 따라서 휴대 단말기의 입력장치는 공간상의 제약을 받을 뿐만 아니라 디자인이아 인간공학적 측면에서 여러가지 제약을 받게 된다.

한편, 휴대 단말기의 사용이 보편화되면서 사용자의 요구는 점점 더 다양해지고 있고, 이를 충족하기 위한 제조업체들 간의 경쟁도 갈수록 치열해지고 있다. 이에 따라 더 많은 기능을 더 편리하게 쓸 수 있는 휴대단말기들이 속속 개발되고 있다. 예를 들어, 통화 및 메시지송수신과 같은 고유 기능 외에도 사진촬영, 음악청취, 게임, 무선인터넷, 디지털방송수신 등의 다양한 기능들이 휴대단말기에 부가되고 있다.

휴대 단말기는 사용자의 입력을 받아들이기 위한 입력장치로서 흔히 키패드를 구비한다. 키패드는 기본적으로 사용자의 손가락으로 압력을 인가하여 원하는 입력을 수행하는 압력인가방식과, 터치 또는 가벼운 압력으로 입력할 수 있는 터치방식으로 구분된다. 압력인가방식에 이용되는 장치로는 돔스위치, 텍트스위치 및 기타 압력인가 스위치 또는 버튼이 사용된다. 이러한 압력인가방식은 소정을 압력을 입력시마다 인가해야 하기 때문에, 간단히 전화번호만을 입력하는 것이 아닌 상대방에게 문자메시지를 보내기 위해서 많은 입력을 해야 하는 경우에는 피로감을 유발할 염려가 있다. 또한 버튼을 정확하게 입력해야 하므로 그 속도로 현저하게 떨어질 수 밖에 없다는 문제점도 있다.

상기 터치방식의 경우에는 가벼운 압력만으로 원하는 문자 또는 숫자를 입력하는 것이 가능하지만, 상기 압력인가방식과는 달리 버튼을 누를 때의 감각적인 피드백이 없어 사용자는 자신이 현재 입력을 수행하고 있는지 여부를 명확하게 인식하지 못하게 된다. 한편, 최근에는 진동을 이용하여 터치에 의하여 문자 또는 숫자 등이 입력되는 순간에 소정의 진동이 유발되도록 하여 현재 터치에 의한 입력이 이루고 지고 있음을 사용자에게 피드백하는 기기도 선보이고 있다.

그러나, 이러한 종래기술에 따른 진동은 휴대 단말기가 전체적으로 진동하게 되어 있기 때문에, 단순히 키가 입력되고 있는지의 여부는 알 수 있으나, 의도한 키 입력이 정확하게 이루어졌는지 여부는 그 손가락의 촉각으로는 정확하게 알 수가 없다. 따라서, 고속입력시에는 항상 입력되는 부분에 시선을 고정시켜야 하는 문제점이 있게 되는 것이다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 더욱 상세하게는 장기간 사용하여도 피로감이 없으며, 간단한 터치에 의하여 사용자가 정확하게 어느 키를 입력하고 있는 지를 감각적으로 느낄 수 있는 진동발생소자를 가진 전자기기용 입력장치 모듈, 진동발생소자 및 진동발생방법에 대한 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위한 사용자의 접촉에 의하여 소정의 전기적인 동작을 수행하는 전자기기용 입력장치 모듈로서,

사용자의 접촉에 의하여 키 입력이 가능하며 다수의 인식영역이 독립적으로 구분되고 각각의 인식영역은 서로 다른 전기적 동작을 수행가능하게 하는 입력부; 및

상기 입력부의 각각의 인식영역과 대응되도록 다수개가 배치되고, 전기를 공급받으면 진동할 수 있는 진동발생소자;를 포함하되,

어느 하나의 인식영역에 사용자의 접촉이 이루어지는 경우 다수의 진동발생소자 중에서 그 인식영역과 대응되는 어느 하나의 진동발생소자가 진동하여 그 진 동발생소자와 대응되는 인식영역만을 진동시키고 이에 따라 그 인식영역에 접촉하는 사용자에 진동감을 느끼게 한다.

상술한 모듈에서, 대응되도록 배치된 입력부의 인식영역과 진동발생소자는 서로 접촉상태에 놓여 있는 것이 바람직하다.

상기 모듈에서, 상기 진동발생소자는 전기에 의하여 수축 및 팽창되면서 진동하는 압전소자를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 모듈에서, 상기 압전소자에는 그 압전소자로 전기를 전달하면서 상기 압전소자의 수축 및 팽창을 휨변형으로 유도할 수 있도록 도전성 금속판이 접촉되어 있는 것이 바람직하다.

상기 모듈에서, 상기 압전소자는 판형태로 이루어지며, 상기 도전성 금속판은 압전소자의 일면에 접촉되고, 그 압전소자의 타면에는 그 타면의 일부분으로부터 돌출되어 진동을 집중시키는 엑츄에이터가 형성되고 상기 엑츄에이터는 그 상단이 상기 입력부와 접촉하고 있는 것이 바람직하다.

상술한 목적을 달성하기 위한 다수의 인식영역이 마련되는 입력부가 구비되고 사용자가 어느 하나의 인식영역과 접촉함에 따라 소정의 전기적인 동작을 가능하게 하는 전자기기용 입력장치에 있어서,

각각의 인식영역과 대응되도록 배치되고, 입력조작을 위하여 사용자가 어느 하나의 인식영역과 접촉되는 경우에는 진동함으로서 사용자와 접촉된 인식영역에만 진동을 전달하여 사용자에 진동을 느끼게 하는 전자기기용 입력장치에 사용되는 진동발생소자가 사용된다.

상기 진동발생소자는,

전기를 공급받으면 수축 및 팽창되는 압전소자;

상기 압전소자의 일면에 부착되어 그 압전소자로 전기를 전달함과 동시에 상기 압전소자의 수축 및 팽창을 휨변형으로 유도할 수 있는 도전성 금속판; 및

상기 압전소자 및 도전성 금속판를 내장하여 감싸주는 하우징을 포함하는 것이 바람직하다.

상술한 진동발생소자는,

상기 압전소자의 타면에 형성되며 그 타면의 일부분으로부터 돌출형성되는 액츄에이터를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상술한 진동발생소자는,

상기 압전소자와 접촉되어 상기 도전성 금속판과 함께 그 압전소자로 전기를 공급하기 위한 리드선이 더 포함되어 있는 것이 바람직하다.

상술한 진동발생소자는,

상기 하우징은 전기전도도가 낮은 절연성 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 진동발생소자는,

상기 압전소자와 도전성 금속판은 각각의 양 가장자리가 고정되어 접합되어 있으며, 상기 액츄에이터는 상기 압전소자 타면의 중앙부위에서 돌출형성되는 것이 바람직하다.

상기 진동발생소자에서,

상기 압전소자는 상하 한 쌍이 마련되고,

상기 도전성 금속판은 상기 한 쌍의 압전소자와 마주보도록 배치되어 있는 것이 바람직하다.

상술한 목적을 달성하기 위한 전자기기용 입력장치 모듈에서의 진동발생방법에서, 사용자가 접촉하였을 때 그 접촉된 인식영역에 해당하는 소정의 기능을 수행함과 동시에, 상기 접촉된 인식영역만이 다른 인식영역과 독립적으로 진동할 수 있도록 하는 진동단계; 및 그 진동을 중지시키는 중지단계를 포함한다.

상기 진동발생방법에서, 상기 진동단계에는,

인식영역으로 사용자의 일부가 접촉되었는지를 판별하는 키 신호가 있는지를 식별하는 단계;

상기 키 신호가 어느 인식영역으로부터 발생된 것인가를 분석하는 단계;

키 신호를 발생한 인식영역의 하측에 배치된 진동발생소자로 전기가 공급될 수 있도록 진동발생소자로 신호를 송출하는 단계; 및

상기 송출된 신호를 수신하여 상기 인식영역의 하측에 배치된 진동발생소자로 전기를 공급하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 진동발생방법에서, 상기 중지단계는,

사용자의 접촉이 해제되어 상기 인식영역으로부터 키 신호가 없는 경우에는 진동발생소자로 공급되는 전기가 중지될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 진동발생방법에서, 상기 중지단계는,

사용자의 접촉시간에 관계없이 접촉시점에서 1회 진동을 하고 그 1회 진동후 에는 진동발생소자로 공급되는 전기가 중지될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 진동발생방법에서, 상기 중지단계는,

사용자의 접촉시간에 관계없이 접촉시점으로부터 미리 설정된 시간만큼 진동을 하고, 그 진동후에는 진동발생소자로 공급되는 전기가 중지될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 전자기기용 입력수단 및 그 제어방법은, 터치 또는 가벼운 압력으로 입력할 수 있는 각종 입력장치에서, 사용자의 사용자가 접촉되었을 때 그 접촉되는 인식영역만이 다른 인식영역과는 독립적으로 진동되기 때문에, 사용자가 입력시 즉각적이면서 정확하게 입력여부를 촉각으로 느낄 수 있는 효과가 있다. 즉, 다수의 인식영역 중에서 실제로 입력되는 인식영역만이 진동함으로서 사용자가 자신이 어느 인식영역에 접촉되어 있는 지를 촉각으로 느낄 수 있다.

이에 따라 고속입력이 가능한 장점이 있다. 예를 들어 촉각에 의한 즉각적인 반응이 일어나게 되므로, 반사적으로 사용자가 인식할 수 있고 이에 따른 재입력이 가능하므로 고속입력이 가능한 장점이 있다.

특히, 촉각으로 피드백을 받을 수 있으므로 입력수단에 시선을 고정하지 않고도 촉각에 의한 입력이 가능한 장점이 있게 되는 것이다.

이하 본 발명의 전자기기용 입력수단에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 설명한다.

본 발명의 입력수단의 특징은 다수개의 인식영역을 포함하는 터치패드에서 사용자가 접촉되는 인식영역만이 다른 인식영역과는 독립적으로 진동함으로서, 사용자에게 터치에 의한 피드백을 일으킬 수 있는 것이다. 이러한 점은 종래기술에서 사용자의 일부가 터치되었을 때 전자기기 전체가 진동하고 있는 것과 그 구성상 차이가 있는 것이다.

본 발명의 전자기기(1)는 접촉에 의한 입력장치 모듈을 가지는 다양한 기기를 포함하나 그 중에서도 도 1에 도시한 바와 같은 휴대 단말기를 포함한다. 이러한 입력장치 모듈은 입력부(10), 진동발생소자(20), 제어부(30) 및 전원공급장치(40)를 포함한다.

상기 본체(120)는 사용자가 자신이 입력한 내용을 인식할 수 있는 화면(130)이 형성되는 제1본체(121)와, 상기 제1본체(121)와 슬라이드가능하게 결합되며 입력장치가 형성된 제2본체(122)로 이루어진다. 상기 입력장치 모듈은 분할된 다수의 접촉부(도면부호 없음)를 포함한다. 이러한 입력장치 모듈은 입력부(10), 진동발생소자(20), 제어부(30), 전원공급장치(40)를 포함하게 된다. 한편, 본 실시예는 휴대 단말기이외에 키 입력을 이용하여 전기적 동작을 수행하는 것이라면 다양한 전자제품에 적용될 수 있음은 물론이다.

상기 입력부(10)는 상기 본체(120)의 한쪽 면에 다수의 인식영역(11)을 포함하도록 형성되고 사용자의 접촉에 의하여 키 입력이 가능하며 그 다수의 인식영역(11)이 독립적으로 구분되는 것이다. 이러한 다수의 인식영역(11)은 각각이 독립한 전기적 동작을 수행하게 할 수 있다. 예를 들면, 사용자가 손가락을 어느 하나 의 인식영역(11)에 접촉하면 입력장치 모듈에서는 숫자 "1" 이 인식되고, 그 사용자가 인접한 인식영역(11)에 접촉되면 숫자"2"가 인식될 수 있다.

어느 하나의 인식영역(11)으로 사용자가 손가락을 접촉하면 입력부(10)는 키 신호를 발생시킨다. 이러한 입력부(10)는 커패시티브 터치 감지 기술이 사용되는 것이 바람직하나, 이외에도 레지스티브 터치 감지 기술 또는 초음파성 표면파 터치 감지 기술이 사용될 수 있다. 또한 대안적으로 주지되어 있거나 후에 개발될 수 있는 광학센서들, 열 센서들, 자기 센서들, 또는 기타 타입의 센서들이 채용될 수 있으며, 이외에 멤브레인 스위치 등 낮은 입력 하중에 의하여 작동되는 스위치류에도 적용될 수 있다.

상기 진동발생소자(20)는 상기 입력부(10)의 각각의 인식영역(11)과 대응되는 위치에 다수개 배치되는 것으로서, 전기를 공급받으면 진동할 수 있게 되는 것이다. 그 진동발생소자(20)는 인식영역(11)의 상하좌우 어느 곳이나 배치될 수 있으나, 바람직하게는 다수의 인식영역(11)의 하측에 그 인식영역(11)과 각각 접촉된 상태로 배치되는 것이 좋다. 이러한 어느 하나의 인식영역(11)에 사용자의 손가락이 접촉되면 다수의 진동발생소자(20) 중에서 그 인식영역(11)과 대응되도록 위치한 어느 하나의 진동발생소자(20)가 진동하여 그 진동발생소자(20)와 대응되는 인식영역(11)만을 진동시킨다. 이에 따라 그 인식영역(11)에 접촉하는 사용자에게 진동감을 느끼게 하는 것이다. 이러한 진동발생소자(20)는 입력부(10)의 인식영역(11)과 대응되는 개수만큼 배치되는 것이 바람직하나, 그 수는 한정되는 것은 아니며 인식영역(11)보다 적은 개수만큼 배치되는 것도 가능하다.

이러한 인식영역(11)과 진동발생소자(20)는 서로 접촉상태에 놓여 있는 것이 바람직하나, 이외에도 진동발생소자(20)가 인식영역(11)에 진동감을 줄 수 있다면 약간의 간격을 둔 상태로 배치되는 것도 고려할 수 있다. 한편, 진동발생소자(20)는 압전소자(22), 도전성 금속판(23), 리드선(24), 엑츄에이터(21) 및 하우징(25)을 포함한다.

상기 압전소자(22)은 압력을 인가하면 체적이 수축하면서 전기가 발생하는 방식 또는 전기를 입력하면 체적이 팽창하는 방식이 사용될 수 있으며, 본 실시예에서는 전기를 입력하면 체적이 팽창하는 방식을 사용하여 진동을 유발한다. 특히, 교류전기를 입력함에 따라 팽창과 수축을 반복하게 된다. 이러한 압전소자(22)에 대한 자세한 구성 및 작동방식은 이미 공지된 기술이므로 구체적인 설명을 생략하기로 한다.

상기 도전성 금속판(23)은 압전소자(22)의 일면에 부착되어 상기 압전소자(22)으로 전기를 전달하고, 또한 상기 세라믹의 수축 및 팽창을 진동을 휨변형으로 유도할 수 있도록 하는 기능을 수행한다. 이와 같이 도전성 금속판(23)을 부착시키는 이유는 압전소자(22)의 경우 체적의 변화가 미세하여 촉각 감응을 위한 진동발생이 충분히 이루어지지 않아 도전성 금속판(23)을 부착하여 세라믹의 체적 변위를 판상의 소자 전체의 휨 변형으로 유발함으로서 상대적인 전체변위를 증가시키기 위함이다. 그 도전성 금속판(23)은 인쇄회로기판(70)의 위에 접촉하도록 배치되어 있다.

상기 압전소자(22)와 도전성 금속판(23)은 각각의 양 가장자리가 고정 및 접 합되어 있으며 중앙부분에서 진동을 할 수 있도록 한다.

상기 리드선(24)은, 상기 압전소자(22)와 접촉되어 상기 도전성 금속판(23)과 함께 그 압전소자(22)로 전기를 공급하기 위한 것으로서, 도전성이 우수한 소재를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 리드선(24)은 인쇄회로기판(70)과 압전소자(22)를 전기적으로 연결하도록 구성된다.

상기 엑츄에이터(21)는 압전소자(22)의 표면, 구체적으로는 상기 입력부(10)와 마주보는 표면으로서 압전소자(22)의 타면의 일부로부터 돌출되어 상기 입력부(10)의 인식영역(11)과 접촉하는 것이다. 이와 같이 엑츄에이터(21)를 형성시키게 되는 경우에는 압전소자(22)과 도전성 금속판(23)에 의하여 발생하는 진동이나 펄스 압력을 좁은 엑츄에이터(21) 상부 면적에 집중시켜 진동효율을 극대화할 수 있다. 한편, 상기 엑츄에이터(21)는 상기 압전소자(22)의 타면에서 중앙부위에서 돌출형성되어 있게 되는 것이다.

상기 하우징(25)은 상기 압전소자(22) 및 도전성 금속판(23)을 내장하여 감싸주는 것으로서,

상기 제어부(30)는 사용자가 인식영역(11)을 접촉하는 경우에는 입력부(10)로부터 신호를 인식하여 그 인식영역(11)과 관련된 소정의 전기적인 동작을 수행하도록 지시함과 동시에, 상기 전원공급장치(40)에 신호를 보내서 진동발생소자(20)로 전기를 공급하도록 하는 기능을 수행한다.

상기 전원공급장치(40)은 상기 진동발생소자(20)로 전기를 공급하는 것이다. 이러한 전원공급장치(40)은 상기 진동발생소자(20)와 서로 전기적으로 연결되어 있 게 되는 것이다.

한편, 미설명된 도면부호 60은 상기 입력부(10)의 상측의 배치되며 다양한 숫자 또는 문자 등이 인쇄되어 있는 키탑을 말하는 것이다. 이러한 키탑은 사용자가 터치로 키 입력을 할 수 있는 것이다. 이러한 키탑은 UV 몰딩, 플라스틱 키로 구성된 키탑, 평판형 내지는 곡면 필름, 실리콘 등 연질 소재로 성형되는 것도 가능하며, 제품표면을 구성하는 전면커버자체가 입력부(10)로 그대로 사용되는 것도 가능하다.(세탁기의 경우 전면이 동일한 필름으로 구현되어 터치 내지는 압력을 이용한 키 입력이 가능하게 되어 있는데 하부에 터치 스위치를 구비하고 그 아래에 진동 발생부를 위치시킬 수 있음) 도 2는 별도의 키탑이 구비되어 있는 경우를 도시하고 있으며, 도 3은 제품 표면이 키탑으로 구성되는 경우를 도시하고 있다.

또한 미설명된 도면부호 80은 숫자 또는 문자를 조명하기 위한 발광장치이다. 이러한 발광장치는 어두운 곳 또는 야간에 조명을 입력부(10)를 조명하기 위한 것으로서, 이러한 발광장치로는 OLED, EL, LGF, LED, Flexible LCD, 광원 + E-Paper 등이 사용될 수 있다. 한편, 이때 LGF(Lighting guide film)은 비전도성 물질로 터치 스위치 상단에 배치 가능하므로 터치 스위치가 광투과성일 필요는 없게 된다. 이와 같이 발광장치가 입력장치 모듈에 구비되는 경우에는 입력부(10)가 조명될 뿐만 아니라, 진동발생소자(20)에 의하여 진동을 할 수 있게 되는 것이다. 이러한 발광장치는 다양한 구성이 가능하지만 본 실시예에서는 상세한 설명은 생략한다.

이러한 본 발명에 따른 전자기기용 입력수단을 다음과 같이 작동한다.

먼저, 사용자가 입력부(10)의 인식영역(11) 중 어느 하나를 접촉하여 신호를 입력하게 되면, 입력부(10)로부터 신호가 발생하여 그 신호를 제어부(30)롤 전달하게 된다. 이때, 상기 제어부(30)는 소정의 전기적인 동작을 수행함과 동시에(일반적인 키 입력에 따른 전기적인 동작) 전원공급장치(40)로 신호를 인가하게 된다. 이때 전원공급장치(40)는 사용자가 접촉한 인식영역(11)과 대응되도록 배치된 진동발생소자(20)로 전기를 공급하게 된다. 진동발생소자(20)는 그 전기가 리드선(24)과 도전성 금속판(23)을 통하여 압전소자(22)로 공급된다. 압전소자(22)는 그 전기에 의하여 수축과 팽창을 하면서 진동을 발생하게 되며, 그 압전소자(22)의 수축과 팽창은 도전성 금속판(23)에 의하여 휨변형을 유도되어 진동이 증폭된다. 특히, 압전소자(22)와 도전성 금속판(23)은 양가장자리가 서로 고정접합되어 있으므로 중앙부분에서 진동현상이 발생하고 이에 따라 그 중앙부위에 형성된 엑츄에이터(21)는 그 진동을 더욱 증폭시키게 되는 것이다. 이에 따라 상기 엑츄에이터(21)와 접촉하고 있는 인식영역(11)은 상기 엑츄에이터(21)와 함께 진동을 하여 사용자에게 진동감을 줄 수 있게 되는 것이다.

이러한 본 실시예에 따른 전자기기용 입력장치는 다음과 같이 제어한다. 먼저, 제어방법은, 사용자가 접촉하였을 때 그 접촉된 인식영역에 해당하는 소정의 기능을 수행함과 동시에, 상기 접촉된 인식영역만이 다른 인식영역과 독립적으로 진동할 수 있도록 하는 진동단계; 및 그 진동을 중지시키는 중지단계를 포함한다.

상기 상기 진동단계에는, 인식영역으로 사용자의 일부가 접촉되었는지를 판별하는 키 신호가 있는지를 식별하는 단계와, 상기 키 신호가 어느 인식영역으로부 터 발생된 것인가를 분석하는 단계와, 키 신호를 발생한 인식영역의 하측에 배치된 진동발생소자로 전기가 공급될 수 있도록 진동발생소자로 신호를 송출하는 단계와, 상기 송출된 신호를 수신하여 상기 인식영역의 하측에 배치된 진동발생소자로 전기를 공급하는 단계를 포함한다.

상기 중지단계는, 사용자의 접촉이 해제되어 상기 인식영역으로부터 키 신호가 없는 경우에는 진동발생소자로 공급되는 전기가 중지될 수 있도록 한다. 본 실시예에서 진동발생 펄스는 접촉에 의한 입력 순간에 짧은 진동 내지는 펄스로 터치 여부를 사용자에게 전달할 수 있는 것으로서, 장시간 입력스위치가 on 되어야 하는 경우가 있으므로 터치되고 있는 기간동안 지속적인 진동이 발생하게 된다. 또한, 사용자의 접촉이 끝나는 경우에는 진동의 발생이 중지되게 된다.

이러한 본 발명에 따른 전자기기용 입력수단은 다음과 같은 효과가 있게 되는 것이다.

종래기술에 따른 압력인가방식은 문자를 입력할 때마다 손가락에 힘을 주어 눌러야 했으므로 많은 양의 문자 또는 숫자를 입력하는데 많은 힘이 필요했으나, 본 실시예에서는 접촉에 의하여 소정의 문자 또는 숫자의 입력이 가능하므로 피로감을 느끼지 않고 입력속도도 빠를 수 있다.

또한, 종래기술에 따른 터치방식의 경우에는 키를 입력할 때의 촉감이 없으므로 자신이 입력을 하고 있는지를 알 수 없는 경우가 발생한다. 또한, 입력시마다 진동되는 경우라고 하더라도 기기전체가 진동이 되기 때문에 현재 자신이 키를 입력하고 있다는 것은 알 수 있지만 구체적으로 어느 키를 입력하는지 정확하게 알 수 없는 경우가 생기는 것이다.

예를 들어, "1, 2, 3" 이 나란하게 배치되고 "4, 5, 6" 이 그 다음 열에 배치된 입력수단에서, 숫자 "2"를 누르기 위해서 손가락을 접촉시키는 경우에 잘못해서 숫자"1"을 누르더라도 전자기기 전체가 진동을 하기 때문에 숫자를 잘못 입력하였는지를 촉각으로는 알 수 없다. 이를 확인하게 위해서는 시선을 항상 화면 또는 입력장치에 고정시켜야 하는 것이다. 그러나, 본 실시예에서는 해당 숫자에 대응되는 부분만이 진동을 하기 때문에, 만일 숫자 "2"를 누르기 위해서 손가락을 접촉시켰는데, "2"가 아닌 옆에 위치한 "1"의 숫자 영역이 진동하는 경우에 사용자는 촉감으로 이를 자연스럽게 인식할 수 있게 되는 것이며, 이는 굳이 화면 또는 입력장치를 보지 않도록 촉감만으로 느낄 수 있게 되는 것이다.

이에 따라 사용자는 잘못누른 숫자"1"을 지우고 다시 "2"를 눌러 원하는 동작을 수행시킬 수 있다. 이와 같이 본 발명에 따르면 사용자가 입력시 즉각적으로 원하는 촉각을 느낄 수 있으며, 화면을 보지 않은 상태에서 거의 반사적으로 재입력을 할 수 있어 고속입력이 가능한 장점이 있다. 또한, 촉각으로 입력에 대한 피드백을 받을 수 있으므로 입력장치 또는 화면 등에 시선을 고정하지 않도록 입력이 가능한 장점이 있다.

본 발명에 따른 입력장치는 다음과 같이 변형되는 것도 가능하다.

먼저, 상술한 실시예에서의 진동발생소자(20)는 도 4에 도시한 바와 같이 압전소자(22)와 도전성 금속판(23)의 일측이 서로 고정되어 접합되고, 타측은 개방된 상태로 되어 있으며, 엑츄에이터(21)는 그 압전소자(22)의 타측에 형성되는 구성도 가능하다. 이 경우에는 진동발생소자(20)에서의 진동은 타측에서 발생하게 된다.

또한, 진동발생소자(20)는 별도의 하우징(25)이 없이 도 5에 도시한 바와 같이 압전소자(22)와 도전성 금속판(23)으로 이루어지는 것도 가능하다.

또한, 진동발생소자(20)는 견고한 부착력과 공정 적합성을 고려하여 도전성 플레이트가 압전소자(22)의 하단 전면전극으로 이루어지고, 그 리드선(24)이 압전소자(22)와 연결되도록 구성할 수 있다.

또한, 진동발생소자(20)는 효율적이면서 보다 강한 진동발생을 위하여 다층구조의 압전소자(22)를 구성할 수 있으며, 이는 도 7에 도시된 바와 같다. 이 경우에 압전소자(22)는 상하 한 쌍이 마련되고, 도전성 금속판(23)은 상기 한 쌍의 압전소자(22)와 마주보도록 배치된다. 즉, 하나의 도전성 플레이트는 상기 한 쌍의 압전소자(22) 사이에 배치되고 하나는 하측의 압전소자(22)의 하측에 배치되는 것이다.

한편, 본 실시예는 하나의 예로서, 다양한 모마일 전자기기(휴대폰, PMP, 휴대용 컴퓨터 등 휴대 전자 기기), 가전(세탁기, 냉장고등) 및 산업용 장비(각종 산업용 장비의 터치 입력장치), 자동차 등에 사용가능함은 물론이다.

또한, 상술한 실시예에서 상기 제어부(30)와 전원공급장치(40)는 기기의 메인회로의 회로구성이 될 수 도 있으며, 입력장치 모듈에 포함될 수 있다. 즉, 도 9에 도시한 바와 같이 제어부(30), 전원공급장치(40) 모두 입력장치 모듈에 포함될 수 있으며, 도 10에 도시한 바와 같이 제어부(30)는 메인회로에 마련되고, 전원공급장치(40)는 입력장치 모듈에 포함될 수 있다. 또한, 도 11에 도시한 바와 같이 전원공급장치(40)는 메인회로에 마련되고, 제어부(30)는 입력장치 모듈에 포함될 수도 있고, 도 12에 도시한 바와 같이 제어부(30)와 전원공급장치(40)가 일체화되어 메인회로 및 입력장치 모듈과는 별도의 공간에 설치될 수 있게 되는 것이다.

상술한 제어방법에서는, 사용자가 접촉하는 있는 동안에는 지속적으로 진동이 발생하는 경우를 예로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

즉, 접촉시부터 접촉이 해제되는 접촉시간에 상관없이 접촉시점에서 1회 진동을 하고 그 1회 진동후에는 진동발생소자로 공급되는 전기가 중지될 수 있도록 할 수 있다. 또한, 사용자의 접촉시간에 상관없이 접촉시점으로부터 진동을 시작하여 진동이 유지되다가 일정시간이 지난후에 진동이 중지하는 것도 가능하다. 예를 들어, 손가락의 접촉시간이 0.2 초를 유지하더라도 진동은 0.1초 가량만 지속될 수 있도록 하는 것이 가능하다. 즉, 진동시간을 원하는 대로 미리 설정을 한 후에, 그 설정된 시간이 지난 후에는 자연적으로 진동이 멈추도록 할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 실시예 및 변형예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예 및 변형예에 한정되는 것은 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다.

도 1은 입력장치를 구비한 전자기기의 개략도

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자기기용 입력장치 모듈의 단면도.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자기기용 입력장치 모듈의 단면도.

도 4 내지 도 7은 본 발명에 따른 진동발생소자의 다양한 실시예를 나타내는 도면.

도 8 내지 도 12는 진동발생을 위한 다양한 제어방법을 나타내는 시스템도.

<도면부호의 상세한 설명>

1... 전자기기 10...입력부

20...진동발생소자 21...엑츄에이터

22...압전소자 23...도전성 금속판

24...리드선 25...하우징

30...제어부 40...전원공급장치

60...키탑 80...발광장치

Claims (17)

1. 사용자의 접촉에 의하여 소정의 전기적인 동작을 수행하는 전자기기용 입력장치 모듈로서,

   사용자의 접촉에 의하여 키 입력이 가능하며 다수의 인식영역이 독립적으로 구분되고 각각의 인식영역은 서로 다른 전기적 동작을 수행가능하게 하는 입력부;

   상기 입력부의 각각의 인식영역과 대응되도록 다수개가 배치되고, 전기를 공급받으면 진동할 수 있는 진동발생소자;

   상기 진동발생소자와 전기적으로 연결되어 그 진동발생소자로 전기를 공급할 수 있는 전원공급장치; 및

   사용자가 상기 인식영역을 접촉하는 경우에는 상기 입력부로부터 신호를 인식하여 그 인식영역과 관련된 소정의 전기적인 동작을 수행하도록 지시함과 동시에, 상기 전원공급장치에 신호를 보내서 다수의 진동발생소자 중에서 사용자가 접촉한 인식영역과 대응되는 진동발생소자로 전기를 공급하도록 하는 제어부를 포함하는 전자기기용 입력장치 모듈.
2. 제1항에 있어서,

   대응되도록 배치된 입력부의 인식영역과 진동발생소자는 서로 접촉상태에 놓여 있는 것을 특징으로 하는 진동발생소자를 가진 전자기기용 입력장치 모듈.
3. 제2항에 있어서,

   상기 진동발생소자는 전기에 의하여 수축 및 팽창되면서 진동하는 압전소자 를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동발생소자를 가진 전자기기용 입력장치 모듈.
4. 제3항에 있어서,

   상기 압전소자에는 그 압전소자로 전기를 전달하면서 상기 압전소자의 수축 및 팽창을 휨변형으로 유도할 수 있도록 도전성 금속판이 접촉되어 있는 것을 특징으로 하는 진동발생소자를 가진 전자기기용 입력장치 모듈.
5. 제4항에 있어서,

   상기 압전소자는 판형태로 이루어지며, 상기 도전성 금속판은 압전소자의 일면에 접촉되고, 그 압전소자의 타면에는 그 타면의 일부분으로부터 돌출되어 진동을 집중시키는 엑츄에이터가 형성되고 상기 엑츄에이터는 그 상단이 상기 입력부와 접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 진동발생소자를 가진 전자기기용 입력장치 모듈.
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