KR100990755B1 - 정전용량 방식의 터치 인식이 가능한 필기구 - Google Patents

정전용량 방식의 터치 인식이 가능한 필기구 Download PDF

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Abstract

정전 용량의 변화를 이용한 터치스크린 패널에 적용 가능한 터치 인식이 가능한 필기구는 필기 기능을 포함한 펜 몸체, 및 상기 터치스크린 패널 상에서 정전 용량의 변화에 영향을 주기 위한 전기적 물질을 포함하여 상기 펜 몸체의 단부에 장착되며, 터치스크린 패널 상에 접촉되면서 접촉되는 부분에서 부분적으로 탄성 변형되는 터치 캡을 포함한다.

Description

정전용량 방식의 터치 인식이 가능한 필기구{PEN CAPABLE OF CAPACITIVE TOUCH SENSING}
본 발명은 터치 인식이 가능한 필기구에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 감압 방식이 아닌 정전용량 방식의 터치스크린 패널에 적용하여 사용될 수 있는 터치 인식이 가능한 필기구에 관한 것이다.
터치스크린 패널은 일반적으로 상부 및 하부 전극이 선택적으로 접촉되는 감압 방식 혹은 터치된 부분의 정전용량의 변화를 이용하여 그 위치를 파악하는 정전 방식을 이용하고 있으며, 터치 펜은 디스플레이 패널 상에서 원하는 부분을 정확하게 터치하는 용도 또는 디스플레이 패널 상에 문자나 그림 등을 입력하기 위한 용도로 사용되고 있다.
특히, 정전 방식을 채용한 터치스크린 패널에 사용되는 터치 팬의 경우에는 정전 용량의 변화가 생기도록 터치스크린 패널에 접촉되어야 하기 때문에, 물리적인 압력을 제공하는 것으로는 충분하지 못하다.
정전 방식의 터치스크린 패널에 적용되도록 하기 위해서 도전성 물질을 혼합하여 터치 캡을 형성하는 방법이 있지만, 일 예로, 카본과 같은 도전성 물질이 혼합된 고무로 터치 캡을 형성하는 경우, 터치 펜으로 그림 등을 그리는 경우 패널 상에 잔류물이 묻어 날 수 있다는 단점도 지적되고 있다.
터치스크린을 포함하는 전자기기를 위해 터치 펜 기능을 포함하는 필기구도 이미 개시되어 있다. 한국 등록실용신안 제422550호 및 한국 등록실용신안 제409179호를 참조하면, 스타일러스 펜을 구비한 필기구가 개시되어 있다. 하지만, 상기 스타일러스 펜을 구비한 필기구 및 기타 다른 공개된 발명은 감압 방식의 스타일러스 펜을 포함한 것으로서, 일반적인 펜 형상의 플라스틱 구조만 개시하고 있으며, 이러한 스타일러스 펜을 일반 필기구에 적용하기도 매우 용이하다.
하지만, 아직까지 정전용량 방식의 터치스크린에 적용될 수 있는 터치 인식 기능을 포함한 필기구가 개시되어 있지 않으며, 그에 따른 구체적인 구조도 공개되지 않은 상태이다.
본 발명은 정전 용량 방식의 터치스크린 패널에 적용하여 사용할 수 있는 터치 인식 가능한 필기구를 제공한다.
본 발명은 터치스크린 패널 상에서 전기적 특성 변화에 영향을 줄 수 있으면서 사용자에게 일정한 터치감 또는 압력을 제공할 수 있는 터치 펜 기능을 포함한 터치 인식 가능한 필기구를 제공한다.
본 발명은 터치스크린 패널에 접촉하는 터치 펜의 끝부분으로부터 카본과 같은 도전성 물질이 묻어 나지 않으면서, 다양한 색상 및 무늬 표현이 가능한 터치 인식 가능한 필기구를 제공한다.
본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면, 정전 용량의 변화를 이용한 터치스크린 패널에 적용 가능한 터치 인식이 가능한 필기구는 필기 기능을 포함한 펜 몸체, 및 상기 터치스크린 패널 상에서 정전 용량의 변화에 영향을 주기 위한 전기적 물질을 포함하여 상기 펜 몸체의 단부에 장착되며, 터치스크린 패널 상에 접촉되면서 접촉되는 부분에서 부분적으로 탄성 변형되는 터치 캡을 포함한다.
필기 기능을 포함하는 펜 몸체는 종래의 볼펜, 만년필, 붓펜, 샤프펜슬, 연필 등의 필기 기능을 포함하는 펜을 기본으로 형성될 수가 있다. 따라서 본 명세서에서 "필기 포인트부"라 함은 볼펜의 볼 포인트, 만년필의 펜촉, 붓펜의 붓, 샤프펠스나 연필의 흑연심 등을 포함하는 개념으로 이해될 수 있다. 구체적으로, 펜 몸체는 펜대(pen holder), 펜대의 일단에 고정된 필기 포인트부, 및 필기 포인드부를 덮은 커버를 포함하도록 형성될 수 있으며, 다르게는 펜대 내부로부터 필기 포인트부가 출몰 가능하게 장착된 경우도 포함한다고 할 수 있다.
터치 캡은 탄성 변형이 가능한 고무, 실리콘 등의 재질로 형성될 수 있으며, 터치스크린과의 접촉에 따라 접촉되는 면적이 변화할 수 있도록 할 수 있다. 이를 위해서 터치 캡은 용이한 탄성 변형을 위해 용이한 변형이 가능한 스펀지 등의 발포성 재질로 제공될 수 있으며, 내부에 공간이 형성되도록 중공형으로 제공될 수가 있다. 물론 중공형을 형성하기 위해 펜 몸체의 표면으로부터 이격된 캡 형상으로도 제공될 수가 있다. 또한, 터치 캡은 전기적 물질을 포함하여 터치스크린과의 접촉 면적 변화가 즉 터치스크린의 터치 부분에서의 캐패시턴스 변화로 감지되어 터치되는 접촉 위치를 감지할 수 있도록 할 수가 있다.
상술한 바와 같이, 터치 캡은 중공형으로 형성될 수 있으며, 약간 이격된 상태에서 내면을 지지할 수 있는 내부 코어를 포함할 수도 있다. 내부 코어가 없는 경우, 터치 캡은 제한되지 않는 범위에서 변형이 가능하지만, 사용자마다 펜을 사용하는 습관, 예를 들어 펜을 쥐는 방법, 펜의 기울기, 펜을 누르는 압력 등이 다르기 때문에 단지 중공형의 터치 캡만 사용하게 되면 사용자마다 다른 정전용량의 적절한 변화 정도를 가늠하기가 어렵우며, 같은 사용자라도 환경에 따라 사용 습관이 달라질 수 있다. 또한, 터치 펜으로 곡선이나 직선을 긋는 동작에서도 터치 캡이 패널 위를 이동하면서도 누르는 압력이나 누르는 각도가 달라질 수 있기 때문에 터치 캡의 변형 정도가 달라질 수가 있다. 반대로 터치 캡 내부로 내부 코어가 있는 경우, 터치 캡은 터치스크린 패널 상에서 정해진 깊이만큼(예를 들어, 약 2~3mm)만 이동하고 변형이 저지된다. 따라서 터치 캡이 일정한 정도로 변하도록 할 수 있으며, 과도하게 변형되지 않고 대략적으로 일반적인 펜 형상을 유지하도록 할 수도 있다. 또한, 탄성의 터치 캡이 일정 깊이만큼만 이동하고 내부 코어에 의해서 저지되기 때문에 단순히 누루는 동작에서도 사용자는 클릭감을 제공할 수 있다.
사용자는 내부 코어가 지지되는 정도를 유지함으로써, 터치 캡이 있는 부분으로 직선이나 곡선을 긋는 경우에도 터치 캡이 눌려지는 정도나 눌려지는 압력을 일정하게 유지할 수 있다.
터치 캡은 단일 재질 또는 단일 혼합물로 이루어진 단층 구조로 형성될 수 있지만, 복수 재질 또는 혼합물로 이루어진 복층 구조 또는 적층 구조로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 카본이 혼합된 고무층이 마모되는 것을 방지하기 위해, 우레탄을 이용하여 내마모층을 형성할 수 있으며, 단일 재질로 형성한 다음 코팅을 형성할 수도 있다.
여기서 전기적 물질이라 함은, 터치 캡이 패널 상에서 눌려지면서 변형될 때 혹은 패널 표면에 접촉될 때, 터치스크린 패널의 표면에 정전용량의 변화를 줄 수 있는 물질로서, 금속이나 카본, 탄소나노튜브(CNT)와 같은 도전성 물질이 될 수 있으며, 이산화티탄(TiO2)이나 티탄산바륨(BaTiO3), 티탄산납(PbTiO3) 또는 이들을 포함하는 화합물 등과 같이 도전성이 아닌 다른 전기적 특성(예를 들어 유전율)에 변화를 줄 수 있는 세라믹 소재가 될 수도 있다. 도전성 물질을 사용하는 경우, 탄성층이나 내마모층의 표면에 요철을 형성하거나 다수의 기공을 가진 재질을 사용하여 도전성의 변화를 더 강화시킬 수도 있다.
이러한 전기적 물질은 고무층이나 내마모층에 혼합된 상태로 제공될 수 있으며, 단일층 또는 복수층에서 모두 또는 일부에 제공될 수도 있다. 경우에 따라서는 고무층이나 내마모층 외면 또는 내면에 도포되거나 적층된 별도의 층구조로 제공될 수도 있다.
본 발명의 필기구는 정전용량 방식의 터치스크린에서 터치 인식 기능을 수행할 수 있으며, 이를 위해서 전기적 물질을 포함하며 탄성적으로 변형하는 터치 캡을 포함한다.
터치 캡 내부로 내부 코어를 형성하는 경우, 터치스크린 패널 상에서 정해진 깊이만큼(예를 들어, 약 2~3mm)만 이동하고 변형이 저지될 수 있으며, 터치 캡이 제한된 범위 내에서만 변하도록 할 수 있다. 또한, 터치스크린 패널을 채용하고 있는 기기의 관점에서도, 내부 코어에 의해서 터치 펜에 의한 정전용량의 변화가 일정한 정도로 예측되기 때문에, 터치 펜에 의한 입력을 쉽게 감지할 수 있다.
우레탄 소재를 이용하여 내마모층을 형성하는 경우 카본 등이 패널에 묻는 것을 방지할 수 있으며, 투명 또는 반투명한 우레탄 소재 내부에 특정 색이나 무늬를 표현하는 것이 가능하여 외관에서도 다양한 표현이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 필기구를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 도 1의 필기구의 터치 단부를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 도 1의 필기구의 터치 인식의 사용례를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 필기구를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 필기구를 설명하기 위한 사시도이다.
도 6은 도 5의 필기구의 터치 단부를 설명하기 위한 부분 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 필기구를 설명하기 위한 사시도이다.
도 8은 도 7의 필기구를 설명하기 위한 분해사시도이다.
도 9는 도 7의 필기구의 터치 단부를 설명하기 위한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 필기구를 설명하기 위한 사시도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 필기구를 설명하기 위한 사시도이며, 도 2는 도 1의 필기구의 터치 단부를 설명하기 위한 단면도이고, 도 3은 도 1의 필기구의 터치 인식의 사용례를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따라 터치 인식이 가능한 필기구(100)는 필기 기능을 포함하는 펜 몸체(110) 및 터치 캡(130)을 포함한다. 상기 필기구(100)의 펜 몸체(110)는 펜대(115) 및 필기 포인트(120)를 포함하는 잉크심(125)을 포함하며, 펜대(115)의 타 단을 누르는 동작으로 통해 펜대(115) 내장된 잉크심(125)의 필기 포인트(120)가 노출 또는 은폐될 수 있다. 일반적인 볼펜의 펜대(115) 및 잉크심(125)의 구조는 당업자에게 있어 자명한 사항으로서 구체적인 설명은 생략한다.
펜 몸체(110)의 단부로 탄성 재질로 형성된 터치 캡(130)이 제공된다. 터치 캡(130)은 탄성을 가진 실리콘이나 고무 재질로 형성될 수가 있다. 후술하는 바와 같이, 터치 캡은 복수의 적층구조로 제공될 수 있지만, 도시된 바와 같이, 터치 캡(130)은 단일 재질 또는 혼합된 단일 혼합물 재질로 형성될 수도 있으며, 경우에 따라서는 터치 캡(130)의 내외면에 특정 기능을 위한 코팅층이 형성될 수도 있다.
펜대(115)의 필기 가능한 단부에는 잉크심(125) 통과를 위한 홀(117)이 형성되며, 홀(117)이 주변으로 터치 캡(130)이 제공된다. 터치 캡(130)은 펜대(115)의 단부로부터 약2~3mm 정도 이격되어 있으며, 외력에 의해서 변형될 수 있다.
또한, 터치 캡(130)에는 전기적 물질이 혼합될 수 있다. 상술한 바와 같이, 전기적 물질이라 함은, 터치 캡이 패널 상에서 눌려지면서 변형될 때 혹은 패널 표면에 접촉될 때, 터치스크린 패널의 표면에 정전용량의 변화를 줄 수 있는 물질로서, 금속이나 카본과 같은 도전성 물질이 될 수 있으며, 고유전율 물질이나 전해질 등이 될 수도 있다. 고유전율 물질로는 이산화티탄(TiO2)이나 티탄산바륨(BaTiO3), 티탄산납(PbTiO3) 등과 같이 도전성이 아닌 다른 전기적 특성에 변화를 줄 수 있는 세라믹 소재가 될 수도 있으며, 극성을 가진 유체로는 물을 포함하여 염화칼슘, 염화마그네슘 등을 이용하여 어는점이 낮은 전해질 용액을 사용할 수도 있다.
본 실시예에서는 전기적 물질로서 도전성 물질이나 고유전율 물질이 분말 형태로 터치 캡(130) 내부에 혼합되어 있지만, 다르게는 터치 캡 또는 내부 코어의 표면 또는 내부에 적층된 구조로 제공될 수 있으며, 내부 공간에 충진되는 액상 또는 젤, 크림 형태로 제공될 수도 있다.
도 3을 참조하면, 필기구(100)를 약간 경사진 방향으로 위치시킨 후, 터치 단부를 터치스크린에 올려 놓으면 터치 캡(130)이 부분적으로 변형되면서 터치스크린 패널 상에서 상대적으로 넓은 면으로 접하게 되며, 터치 캡(130) 내부에 혼합된 전기적 물질은 터치스크린 패널의 전극 패턴들과 상호 작용을 하여 정전용량의 변화를 가져올 수 있다.
이때 터치 캡(130)은 일정 깊이만큼만 변형되다가 홀(117) 주변의 둥근 면에 의해서 지지되는데, 이때 펜대(115) 단부의 둥근 면은 내부 코어로서 기능을 할 수 있으며, 사용자는 내부 코어로 기능하는 펜대(115)의 둥근 단부에 의해서 저지될 정도만 필기구(100)를 가압할 수가 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 필기구를 설명하기 위한 단면도로서, 기본적으로 이전 실시예에 따른 필기구(100)의 구조 및 설명을 참조할 수 있다.
도 4를 참조하면, 터치 캡(130)과 전기적으로 연결되며, 펜 몸체(110)의 외면에 형성된 도전층(160)을 더 포함할 수 있다. 상기 도전층(160)은, 도시된 바와 같이, 보호층(165)에 의해서 보호될 수 있으며, 펜 몸체(110)의 내면에 형성될 수도 있다.
도전층(160)은 전기적 물질을 포함하는 터치 캡(130)과 전기적으로 연결되어 전자 등의 이동을 가능하게 할 수 있으며, 도전층(160)은 손에 의해서 파지되는 부분과 인접하게 형성되어 손에 의한 캐패시턴스 변화를 터치스크린에 전달할 수가 있다. 이때 도전층(160)은 반드시 손 또는 신체와 직접 전기적으로 연결될 필요는 없으며, 되도록 파지되는 부분에 인접하게 형성되는 것이 바람직하다.
상기 도전층(160)은 일반적인 알루미늄 등의 금속 재질로 형성될 수 있으며, 투명 도전성 물질과 같이 다른 도전성 재질로서 형성될 수가 있다. 또한, 그 형상도 단순한 원통형상은 물론 일정 문자나 패턴을 갖도록 형성될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 필기구를 설명하기 위한 사시도이며, 도 6은 도 5의 필기구의 터치 단부를 설명하기 위한 부분 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 필기구(200)는 펜 몸체(210) 및 터치 캡(230)을 포함한다. 펜 몸체(210)는 펜대(215) 및 내부에서 출몰 가능한 잉크심을 포함하며, 펜대(215)의 타 단을 누르는 동작으로 통해 펜대(215) 내장된 잉크심의 필기 포인트가 홀(217)을 통해서 노출 또는 은폐될 수 있다. 구체적인 구조 및 설명은 이전 실시예 및 일반 볼펜 구조를 참조할 수가 있다.
필기구(200)에서 터치 단부는 잉크심을 위한 홀(217)에 반대측에 제공된다. 구체적으로 펜 몸체(210)의 단부에 형성되는 내부 코어(250)를 포함하며, 내부 코어(250)을 덮는 터치 캡(230)이 제공된다. 터치 캡(230)은 내부에서부터 탄성층(232), 장식층(236) 및 내마모층(234)을 포함하는 적층 구조로 제공되며, 내마모층(234)은 우레탄 등의 소재로 제공될 수 있으며, 카본 등의 도전성 물질이 혼합된 탄성층(232)을 보호할 수 있다.
탄성층(232)은 실리콘이나 천연 고무 등을 이용하여 제공될 수 있으며, 내마모층(234)은 우레탄이나 실리콘 등을 이용하여 제공될 수가 있다. 또한, 경우에 따라서는 내마모층이 PET나 PC 필름 등을 이용하여 제공될 수도 있다.
터치 캡(230)의 탄성층(232), 내마모층(234) 중 어느 하나 또는 모두에 전기적 물질이 혼합 또는 도포될 수 있으며, 이때 혼합되는 전기적 물질은 같은 종류 또는 다른 종류가 될 수도 있다. 상술한 바와 같이, 전기적 물질은 금속이나 카본과 같은 도전성 물질이 될 수 있으며, 고유전율 물질이나 전해질 등이 될 수도 있다. 고유전율 물질로는 이산화티탄(TiO2)이나 티탄산바륨(BaTiO3), 티탄산납(PbTiO3) 등과 같이 도전성이 아닌 다른 전기적 특성에 변화를 줄 수 있는 세라믹 소재가 될 수도 있으며, 이 외에도 전기적 특성에 변화를 주어 터치 펜의 감도를 증가시킬 수 있는 소재로서 극성의 액체, 겔, 크림 등이 사용될 수 있는데, 물 이외에도 염화칼슘, 염화마그네슘 등이 혼합된 전해질 용액이 될 수가 있다. 물론, 후술하는 장식층(236) 및 바인더층에도 전기적 물질을 형성할 수도 있으므로, 전기적 물질은 터치 캡(230)을 형성하는 모든 적층 구조 또는 일부에만 혼합되거나 그 표면에 형성될 수가 있다.
다른 실시예에 따르면, 도전성 물질로서 금속층이 내마모층(234) 및 탄성층(232) 사이에 개재될 수 있으며, 금속층은 증착, 스퍼터링, 잉크젯 인쇄, 실크스크린, 스프레이 도포, 도금 등의 방법에 의해서 내마모층(234) 또는 탄성층(232) 상에 형성될 수 있으며, 다르게는 도전성이 부여된 필름을 라미네이팅하여 형성할 수도 있다.
터치 캡(230)은 내마모층(234)의 안쪽으로 장식층(236)을 더 포함할 수 있다. 우레탄 등의 소재로 내마모층(234)을 형성하는 경우, 장식층(236)이 외부로 보일 수가 있으며, 특정 색이나 특정 무늬 등을 표현함으로써 터치 캡(230)의 외형을 장식할 수가 있다. 종래의 카본이 혼합된 고무나 실리콘과는 달리, 우레탄의 내마모층(234)은 마모에 대한 내성이 우수하여 우레탄 내부에 전기적 물질의 분말을 포함할 수도 있으며, 도시된 바와 같이 안쪽으로 장식층(236)을 형성할 수도 있어 미관상 많은 장점을 부여할 수 있다. 장식층(236)은 컬러 인쇄로 형성할 수 있으며, 다르게는 카본 잉크 인쇄, 금속 또는 산화물 증착 등 다양한 방법에 의해서 형성될 수가 있으며, 장식층(236) 자체도 단층 또는 다층 구조로 제공될 수가 있다.
내부 코어(250)는 펜 몸체(210)의 단부에 형성될 수 있다. 내부 코어(250)는 금속이나 플라스틱과 같은 고경도 재질로 형성될 수도 있지만, 약간이 변형이 가능한 실리콘, 고무 또는 발포성 재질로도 형성될 수가 있다. 내부 코어(250)는 터치 캡(230)의 내면 형상에 대응하여 형성되며, 일반적으로 터치 캡(230)의 내면을 따라 약 2~3.0mm 이내의 간격을 유지하도록 형성될 수가 있다.
여기서, 터치 캡(230)과 내부 코어(250)는 뾰족한(pointed) 단부 또는 둥근(rounded) 단부를 갖도록 형성될 수 있으며, 터치 캡(230)의 내면은 내부 코어(250)의 외면으로부터 전부 이격되도록 형성될 수 있지만, 경우에 따라서는 하부 일부가 접하도록 형성될 수도 있다.
또한, 내부 코어(250)도 금속이나 카본과 같은 도전성 물질 또는 세라믹 분말과 같은 고유전율 물질을 포함하여 제공될 수 있으며, 내부 코어(250)가 유체를 저장할 수 있는 매개체인 경우 물이나 전해질 용액 등을 포함하도록 제공될 수도 있다.
터치 캡(230)의 외면은 내부 코어(250)의 외면과 이격되어 있을 수 있으며, 그 사이에는 물 등의 유체나 발포성 재질이 충진될 수도 있다. 유체 및 발포성 재질은 터치 캡(230)과 내부 코어(250) 사이에 개재되어 물리적으로 터치 캡(230)의 유동을 보정할 수 있으며, 경우에 따라서는 상술한 전기적 물질을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 물과 같은 극성 용액이 충진될 수도 있으며, 염화칼슘, 염화나트륨 등의 화학물질이나 기타 극성을 가진 유기물이나 고분자 물질 등을 포함할 수도 있다. 또한, 액상으로 제공되지 않고 젤 상태나 크림 상태로 제공될 수도 있으며, 이러한 유동 상태의 전기적 물질이 외부로 쉽게 누수되지 않도록 스폰지나 기타 전기적 물질을 함유할 수 있는 다공성 또는 그 등가의 매개체를 이용하여 제공될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 터치 캡(230) 및 내부 코어(250) 사이에 액상의 전기적 물질이 제공되는 경우, 내부 코어(250) 역시 발포성 재질과 같이 다공성 재질로 제공되어 그 내부에서도 전기적 물질을 함유하도록 제공될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 필기구를 설명하기 위한 사시도이며, 도 8은 도 7의 필기구를 설명하기 위한 분해사시도이고, 도 9는 도 7의 필기구의 터치 단부를 설명하기 위한 단면도이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 터치 인식이 가능한 필기구(300)는 펜 몸체(310) 및 터치 캡(330)을 포함하며, 펜 몸체(310)는 펜대(315), 펜대(315)의 단부에 고정된 필기 포인트(320) 및 필기 포인트(320)를 덮는 커버(325)를 포함한다. 또한, 터치 캡(330)은 커버(325)의 단부에 제공된다.
일반 필기구와 같이 커버(325)의 단부에 터치 캡(330)이 형성되어 커버(325)가 씌워진 상태에서 정전용량 방식의 터치스크린 상에 접촉 위치를 지정할 수가 있다. 또한, 필기를 위한 커버(325)의 위치를 펜대(315)의 타단으로 이동시킨 경우, 필기 포인트(320)를 이용한 필기는 물론, 타단에 임시 고정된 커버(325)를 이용하여 터치 인식 기능을 수행할 수 있다.
도 9를 참조하면, 커버(325)의 단부에 내부 코어(350)가 나사 결합에 의해서 분리 가능하게 장착된다. 내부 코어(350)의 하부에는 나사(355)가 형성되며, 커버(325)의 상부에는 나사 홈(327)이 형성된다. 내부 코어(350) 및 터치 캡(330)은 일체로 형성되어 있으며, 함께 커버(325)에 장착 또는 분리될 수 있다.
터치 캡(330)은 내부에서부터 도전성 물질에 의한 도전층(338), 탄성층(332) 및 내마모층(334)을 포함하는 적층 구조로 제공되며, 내마모층(334)은 우레탄 등의 소재로 제공될 수 있으며, 탄성층(332)을 보호할 수 있다.
탄성층(332)은 실리콘이나 천연 고무 등을 이용하여 제공될 수 있으며, 탄성층(332)의 내면으로 박막 또는 패턴 형상의 도전층(338)이 형성되어 전기적 물질로서 탄성층(332)에 도전성을 부여할 수 있다. 물론, 도전층 대신 고유전물을 이용한 유전층이 형성될 수 있으며, 도전층이 있다고 해도 탄성층(332)을 금속이나 카본, 세라믹 분말 등을 섞어 성형할 수도 있다.
터치 캡(330)은 내마모층(334)의 안쪽으로 장식층을 더 포함할 수 있다. 투명 또는 반투명한 우레탄 등의 소재로 내마모층(334)을 형성하는 경우, 장식층이 외부로 보일 수가 있으며, 특정 색이나 특정 무늬 등을 표현함으로써 터치 캡(330)의 외형을 장식할 수가 있다.
참고로, 터치 캡(330) 및 내부 코어(350)의 형태는 원추 형태, 반구 형태 외에도 원 기둥 형태로도 제공될 수도 있으며, 후술하는 바와 같이, 내부 코어(350)은 터치 캡(330)의 내측에서 외력에 의해서 그 형태가 변형되는 터치 캡(330)의 변형 정도를 제한할 수 있는 범위 내에서 그 형태의 변경이 가능하다.
터치 캡(330)의 중앙 부분 및 측부는 내부 코어(350)의 표면으로부터 대략 3.0mm 이내의 간격을 유지하도록 거리를 유지할 수 있으며, 터치펜이 일정 간격만큼만 눌려진 다음 저항력을 제공함으로써 일종의 클릭감을 제공할 수도 있다.
내부 코어(350)에 의해서 사용자는 물리적으로 터치 펜을 누르는 깊이 및 적절한 압력 정도를 감지할 수 있으며, 내부 코어(350)가 일종의 스토퍼(stopper)로서의 기능을 함으로써 정전용량 방식의 터치 펜에서 과도하게 정전용량의 면적이 증가하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 스토퍼가 없는 경우보다 스토퍼를 형성함으로써 항상 일정한 터치 압력을 유지하도록 할 수가 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 필기구를 설명하기 위한 사시도이다.
도 10을 참조하면, 터치 인식이 가능한 필기구(400)는 펜 몸체(410) 및 터치 캡(430)을 포함하며, 펜 몸체(410)는 펜대(415), 펜대(415)의 단부에 고정된 필기 포인트(420) 및 필기 포인트(420)를 덮는 커버(425)를 포함한다. 또한, 터치 캡(430)은 필기 포인트(420)의 반대층 단부에 제공된다.
일반 필기구와 같이 커버(425)의 단부에 터치 캡(430)이 형성되어 커버(425)가 씌워진 상태에서 정전용량 방식의 터치스크린 상에 접촉 위치를 지정할 수가 있다. 또한, 필기를 위한 커버(425)를 펜대(415)로부터 분리시킨 경우, 필기 포인트(420)를 이용한 필기는 물론, 타단에 임시 고정된 커버(425)를 이용하여 터치 인식 기능을 수행할 수 있다.
펜대(415)의 내부 코어 없이 중공형의 터치 캡(430)이 제공될 수 있다. 터치 캡(430)은 터치 캡(430)은 내부에서부터 도전성 물질 또는 고유전율 물질이 혼합된 고무 또는 실리콘으로 제공될 수 있으며, 터치 캡(430)의 내부로는 발포성 재질(440)이 충진될 수 있다. 터치 캡(430)은 터치스크린 상에서 사용될 때, 가압에 의해서 변형될 수 있으며, 전기적 물질을 포함하는 터치 캡(430)은 넓은 면적에서 정전용량에 영향을 비쳐 전반적인 캐패시턴스의 변화를 일으킬 수 있다.
터치 캡(430)의 외면으로 코팅이 추가될 수 있으며, 코팅은 추가하고자 하는 목적에 따라 내마모, 특정 색깔 발현, 윤활코팅 등을 수행할 수 있다. 또한, 터치 캡(430) 자체를 동일한 발포성 재질로 형성하여 중공형이 아닌 내부가 채워진 형태로 터치 캡을 펜대(415) 단부에 직접 장착할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100：필기구 110：펜 몸체
115：펜대 120：필기 포인트
130：터치 캡

Claims (20)

  1. 정전 용량의 변화를 이용한 터치스크린 패널에 적용 가능한 터치 인식 가능한 필기구에 있어서,
    필기 기능을 포함한 펜 몸체; 및
    상기 터치스크린 패널 상에서 정전 용량의 변화에 영향을 주기 위한 전기적 물질을 포함하여 상기 펜 몸체의 단부에 장착되며, 상기 터치스크린 패널 상에 접촉되면서 접촉되는 부분에서 부분적으로 탄성 변형되는 터치 캡;을 구비하며,
    상기 터치 캡은 내부의 탄성층 및 상기 탄성층의 외면에 형성된 내마모층을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 인식이 가능한 필기구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 펜 몸체는 펜대(pen holder), 상기 펜대의 일단에 형성된 필기 포인트부, 및 상기 필기 포인드부를 덮은 커버를 포함하며, 상기 터치 캡은 상기 펜대 또는 상기 커버의 단부에 제공되는 것을 특징으로 하는 터치 인식이 가능한 필기구.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 펜 몸체는 펜대(pen holder), 및 상기 펜대 내부로부터 출몰 가능하게 장착된 필기 포인트부를 포함하며, 상기 터치 캡은 상기 펜대의 양 단부 중 적어도 일 단부에 제공되는 것을 특징으로 하는 터치 인식이 가능한 필기구.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 펜대는 상기 필기 포인트부의 출몰을 위해 단부에 형성된 홀을 포함하며, 상기 터치 캡은 상기 홀이 형성된 단부의 주변에서 상기 펜대 외면으로부터 이격되도록 형성된 것을 특징으로 하는 터치 인식이 가능한 필기구.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 펜 몸체는 손에 의해서 파지되는 부분에 대응하여 펜 몸체의 내면 또는 외면에 형성된 도전층을 포함하며, 상기 도전층은 상기 터치 캡과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 터치 인식이 가능한 필기구.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 터치 캡은 상기 펜 몸체와 이격된 상태를 유지하여 상기 펜 몸체 및 상기 터치 캡 사이에 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 인식이 가능한 필기구.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전기적 물질은 상기 탄성층 및 상기 내마모층 중 적어도 하나에 혼합된 것을 특징으로 하는 터치 인식이 가능한 필기구.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 전기적 물질은 상기 탄성층의 내면 또는 상기 탄성층과 상기 내마모층 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 터치 인식이 가능한 필기구.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 내마모층은 우레탄 소재를 이용하여 제공되는 것을 특징으로 하는 터치 인식이 가능한 필기구.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 우레탄 소재의 상기 내마모층 및 상기 탄성층 사이에는 장식층이 개재되는 것을 특징으로 하는 터치 인식이 가능한 필기구.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 터치 캡이 있는 상기 펜 몸체의 단부에 돌출 형성된 내부 코어를 더 포함하며, 상기 터치 캡은 상기 내부 코어의 돌출된 단부에 인접한 위치에서 상기 내부 코어의 표면으로부터 적어도 일부 이격되어 제한된 범위 내에서 탄성 변형되는 것을 특징으로 하는 터치 인식이 가능한 필기구.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 내부 코어는 금속, 플라스틱, 실리콘, 고무 또는 발포성 소재를 이용하여 제공되는 것을 특징으로 하는 터치 인식이 가능한 필기구.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 내부 코어는 도전성 물질 또는 고유전율 물질을 포함하여 제공되는 것을 터치 인식이 가능한 필기구.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 전기적 물질은 상기 터치 캡 및 상기 내부 코어 사이에 개재된 것을 특징으로 하는 터치 인식이 가능한 필기구.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 터치 캡 및 상기 펜 몸체 사이의 공간에 유체 또는 발포성 재질이 개재되는 것을 특징으로 하는 터치 인식이 가능한 필기구.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 전기적 물질은 도전성 물질 또는 고유전율 물질인 것을 특징으로 하는 터치 인식이 가능한 필기구.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 터치 캡은 상기 펜 몸체로부터 분리 및 교체 가능한 것을 특징으로 하는 터치 인식이 가능한 필기구.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 터치 캡은 상기 전기적 물질이 혼합된 발포성 재질 또는 고무 재질을 이용하여 제공되며 상기 펜 몸체의 단부에 장착되는 것을 특징으로 하는 터치 인식이 가능한 필기구.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101071935B1 (ko) 2011-05-18 2011-10-12 김용태 터치펜
KR101136588B1 (ko) * 2011-09-20 2012-04-18 박군석 터치펜기능을 가지는 필기구
EP2515207A1 (en) * 2011-04-19 2012-10-24 Wacom Co., Ltd. Cordless type position pointer
WO2012145226A2 (en) * 2011-04-17 2012-10-26 Wimo Labs LLC Electrically conductive touch pen
KR200467456Y1 (ko) 2011-07-21 2013-06-19 서해원 터치펜
KR101328042B1 (ko) 2011-07-13 2013-11-13 전복집 스타일러스 팁과 이의 제조방법 및 이를 포함하는 스타일러스 펜
US9063589B2 (en) 2013-04-01 2015-06-23 Nguyen Nguyen Touchscreen stylus

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5914708A (en) 1996-04-04 1999-06-22 Cirque Corporation Computer input stylus method and apparatus
JPH11198585A (ja) * 1998-01-19 1999-07-27 Nec Shizuoka Ltd 筆記具用グリップおよび筆記具用キャップならびに筆記具
JP2000122799A (ja) * 1998-10-15 2000-04-28 Pilot Precision Co Ltd 入力ペン
US20090008162A1 (en) 2007-07-03 2009-01-08 Wei-Wen Yang Input Device of Capacitive Touchpad

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5914708A (en) 1996-04-04 1999-06-22 Cirque Corporation Computer input stylus method and apparatus
JPH11198585A (ja) * 1998-01-19 1999-07-27 Nec Shizuoka Ltd 筆記具用グリップおよび筆記具用キャップならびに筆記具
JP2000122799A (ja) * 1998-10-15 2000-04-28 Pilot Precision Co Ltd 入力ペン
US20090008162A1 (en) 2007-07-03 2009-01-08 Wei-Wen Yang Input Device of Capacitive Touchpad

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012145226A2 (en) * 2011-04-17 2012-10-26 Wimo Labs LLC Electrically conductive touch pen
WO2012145226A3 (en) * 2011-04-17 2012-12-27 Wimo Labs LLC Electrically conductive touch pen
US20130038579A1 (en) * 2011-04-17 2013-02-14 Wimo Labs LLC Electrically conductive touch pen
US8847930B2 (en) 2011-04-17 2014-09-30 Wimo Labs LLC Electrically conductive touch pen
EP2515207A1 (en) * 2011-04-19 2012-10-24 Wacom Co., Ltd. Cordless type position pointer
US8576203B2 (en) 2011-04-19 2013-11-05 Wacom Co., Ltd. Cordless type position pointer
KR101071935B1 (ko) 2011-05-18 2011-10-12 김용태 터치펜
KR101328042B1 (ko) 2011-07-13 2013-11-13 전복집 스타일러스 팁과 이의 제조방법 및 이를 포함하는 스타일러스 펜
KR200467456Y1 (ko) 2011-07-21 2013-06-19 서해원 터치펜
KR101136588B1 (ko) * 2011-09-20 2012-04-18 박군석 터치펜기능을 가지는 필기구
US9063589B2 (en) 2013-04-01 2015-06-23 Nguyen Nguyen Touchscreen stylus

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