KR101058925B1 - 압력센서를 구비한 디스플레이용 입력장치 - Google Patents

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Abstract

압력센서를 구비한 디스플레이용 입력장치를 개시한다.
본 개시에 따른 입력장치는 접촉감지도를 향상시키면서 슬림화를 실현할 수 있다. 그러한 입력장치는, 지지부가 형성된 프레임;
상기 프레임 내측으로 위치하면서 상기 지지부에 위치하는 압력센서를 갖는 센서부;
상기 센서부의 압력센서에 저항값 변화를 일으키도록 상기 센서부 측으로 접촉력을 전달하는 윈도우;를 포함하며,
상기 센서부는, 4개의 변으로 이루어지는 베이스 필름과, 이 베이스 필름의 외측 주변부로부터 외측방향으로 연장하는 부분 및 이 연장 부분에 형성되는 압력센서로 이루어진다.
Figure R1020090047980
압력센서, 힘센서, 디스압플레이 입력장치, 저항값 변화

Description

압력센서를 구비한 디스플레이용 입력장치{Input device with pressure sensor for display device}
본 발명은 압력센서를 구비한 디스플레이용 입력장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 접촉감도를 향상시키면서 슬림화하여 제품의 사용을 용이하게 할 수 있는 입력장치에 관한 것이다.
외부 물체와의 접촉유무를 감지하여 접촉감지 신호를 처리하는 방식의 터치 윈도우 타입의 입력장치가 알려져 있다.
셀폰이나 PDA와 같은 이동 휴대장치의 사용이 증가하면서 소형, 경량 및 슬림화된 입력장치에 대한 필요성이 대두되고 있다.
터치센서의 기술은 용량방식, 저항방식, NFI(near field imaging) 방식, 음파방식, 적외선 방식 등이 알려져 있다.
이러한 터치센서는 접촉입력의 인식, 센서의 접촉감지 구조에 대한 접촉입력의 위치결정, 신뢰성, 크기, 중량 및 사용의 편리성 등과 관련된 과제를 제시한다.
국제공개번호 WO 2002/84578호에 "터치위치 파악장치내의 접선력 제어"에 대한 기술이 개시되어 있다.
상기 국제공개에서는, 터치 표면을 누를 때 그 접촉력은 터치 표면에 수직한 수직성분과 터치 표면에 평행한 접선성분을 갖는데, 이때 접촉력의 접선성분은 수직성분의 대략 1/3 정도의 크기를 갖게 되므로서 나타날 수 있는 접선력 오차에 대한 해결방안을 개시하고 있다.
대한민국 공개특허 2007-0035831호 에서는, "접촉감지 신호처리 기능을 개선한 접촉감지장치"에 대한 기술을 개시하고 있다.
이 공개된 기술에서는 대면적에 배치되어 외부 물체와의 접촉 유무룰 신속하게 감지할 수 있는 방안을 개시하고 있다.
상기 첫번째 공개공보에 개시된 기술은 입력장치의 구조적인 특징에 기인하여 나타나는 문제점을 구조적으로 보완한 것이다.
그리고, 두번째 공개공보에 개시된 기술은 구조적 문제점을 신호처리 기능을 개선하여 해결한 것이다.
그러나 압력센서가 상부로부터 눌림을 받아 변형되면서 저항값의 변화를 일으킴으로서 신호를 출력하는 것임을 감안하여 볼 때 구조적으로 눌림을 받는 부분의 내구성과 복원력 등에 대한 방안을 제시하고 있지 못하다.
게다가 구조적으로 접촉감도를 향상시키고 슬림화하는 방안에 대해서도 개시를 하지 못하고 있다.
즉, 종래의 압력센서를 이용한 입력장치들은 압력센서가 다수개의 층들로 이루어지고 있으므로 이들 층 사이에 터치 작동을 위한 갭을 반드시 형성해야 하기 때문에 그 만큼 압력센서 모듈의 두께는 크게 될수 밖에 없다.
이와 같이 압력센서 모듈의 두께가 커지게 되면 전자 어플리케이션에 적용할 때 적용에 제약을 받게 된다.
본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 접촉감도를 향상시켜 제품의 신뢰도를 높이고, 센서모듈을 슬림화하여 전자 어플리케이션을 광범위하게 할 수 있는 압력센서를 구비한 디스플레이용 입력장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 실현하기 위하여, 지지부가 형성된 프레임;
상기 프레임 내측으로 위치하면서 상기 지지부에 위치하는 압력센서를 갖는 센서부;
상기 센서부의 압력센서에 저항값 변화를 일으키도록 상기 센서부 측으로 접촉력을 전달하는 윈도우;를 포함하며,
상기 센서부는, 4개의 변으로 이루어지는 베이스 필름과, 이 베이스 필름의 외측 주변부로부터 외측방향으로 연장하는 부분 및 이 연장 부분에 형성되는 압력센서로 이루어지는 압력센서를 구비한 디스플레이용 입력장치를 제공한다.
상기 윈도우는 상기 프레임의 내측에서 상하로 이동이 가능한 크기를 갖으므로서 접촉력이 전달되면 윈도우를 통하여 센서부로 전달된다.
상기 센서부의 압력센서는 외팔보 구조로 프레임에 지지되므로 적은 접촉력에도 휨 변형이 일어난다.
본 발명에 의한 디스플레이용 입력장치는, 센서부의 압력센서가 대략 4변을 이루며 형성된 베이스 필름의 외측방향으로 연장 형성된 연장부에 형성되고, 베이스 필름의 4변은 프레임의 내측 공간부에 위치하면서 상기 연장부가 프레임에 지지된 상태에 있으므로 적은 접촉력으로도 압력센서의 저항값 변화를 일으킬 수 있다.
게다가 센서의 작동을 위한 공간을 별도로 마련하고 있지 않으므로 제품의 슬림화가 가능하다.
이하 본 발명의 바람직한 입력장치의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 입력장치의 분해 사시도이고,, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 입력장치의 결합 단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 입력장치의 압력센서부 평면도로서, 부호 2는 프레임을 지칭한다.
본 발명의 실시예에 따른 프레임(2)은 대략 사각형상의 외형을 이루고 있으며 적어도 2개의 변에는 지지부(4)가 형성되어 있고, 나머지 2개의 변은 스트립 형상으로 이루어져 연결되므로서 내측이 공간부가 형성된 구조이다.
상기 지지부(4)는 후술하는 압력센서를 지지하기 위하여 제공되는 것으로서, 상기 프레임(2)의 내측에 본체 두께보다 얇게 형성되므로서 홈이 형성된 것과 같이 만들어진다.
상기 프레임(2)의 내측 공간부에는 센서부(6)가 위치한다. 본 실시예에 의한 상기 센서부(6)는 베이스 필름(8)에 금속층이 일정한 패턴을 이루며 형성된 압력센 서(10)를 구비하고 있다.
상기 압력센서(10)는 외력을 받았을 때 눌리어짐으로서 길이변화를 일으켜 금속층의 저항값 변화를 일으키도록 하여 그 값을 출력하는 방식의 센서이거나 그와 유사한 구조의 압력센서일 수 있다.
상기 압력센서(10)는 다수개가 설치되며 이들 센서는 도시하고 있지 않으나 멀티 플렉서를 통하여 중앙처리장치와 신호전달이 가능하게 연결되는 구성으로 이루어지거나 그와 유사한 구조로 이루어질 수 있다. 이러한 신호전달 구조는 잘 알려진 구조들을 사용할 수 있으므로 더 이상의 설명은 생략한다.
상기 센서부(6)는 베이스 필름(8)의 단변부 외측방향으로 연장된 부분(13)에 상기 압력센서(10)들이 제공되어 있으며, 커넥터(12)를 통하여 중앙처리장치와 연결되는 구조를 갖는다.
이러한 구성에 의해 상기 압력센서(10)는 외팔보 구조로 만들어지므로서 센서의 외력에 대하여 휨 변형이 용이하게 일어날 수 있도록 되어 있다.
상기 센서부(6)의 위쪽으로는 윈도우(14)가 위치되는데, 이 윈도우(14)는 가로와 세로의 길이가 상기 센서부(6)의 베이스 필름(8) 가로변 및 세로변 길이와 동일하다.
즉, 상기 윈도우(14)는 상게 센서부(6)의 압력센서(10)의 위쪽으로는 접촉하지 않으면서 상기 프레임(2)의 내측 공간부에서 유동이 가능한 크기를 갖는다.
상기 윈도우(14)의 위쪽으로는 상기 프레임과 전체적으로 거의 동일한 크기를 갖는 필름(16)이 접착된다.
상기 필름(16)에는 주변부 측으로 인쇄층을 형성하여 입력장치의 주변부가 사용자에게 비추어지는 것을 차단할 수 있다. 본 실시예에서 인쇄층은 도면상 표현하지 않고 있으나 필름의 내측면에 통상의 방법으로 인쇄될 수 있다.
이와 같이 이루어지는 본 발명의 실시예에 따른 입력장치는, 도 2에 도시한 바와 같이 사용자가 필름(16) 측을 누르게 되면 그 힘은 윈도우(14)를 통하여 센서부(6) 측으로 전달된다.
그런데 상기 센서부(6)는 압력센서(10)가 형성된 부분의 끝부분이 상기 프레임(2)의 지지부(4) 내측에 걸쳐진 상태로 있고 나머지 부분은 실질적으로 상기 프레임(2)의 중간 공간부에 위치한 상태로 위치하고 있으므로, 이러한 상태에서 센서부(6)의 베이스 필름(8) 부분이 상기 윈도우(14)와 접촉한 상태로 있기 때문에 사용자의 접촉력은 센서부(6)의 압력센서(10) 측으로 전달된다.
이때 압력센서(10)는 실질적으로 베이스 필름(8)이 프레임(2)에 지지된 상태로 있기 때문에 상기 사용자의 접촉력은 베이스 필름(8)의 휨 변형을 일으키게 되고, 이 휨 변형은 압력센서(10)의 저항값 변화를 일으키므로서 신호를 출력하게 된다. 이때 발생하는 신호는 도시하고 있지 않으나 중앙처리장치로 전달된다.
이와 같이 본 발명에 의한 입력장치는, 압력센서(10)가 설치된 베이스 필름(8)의 끝부분이 프레임에 지지된 상태 즉, 외팔보 상태이므로 외력이 가하여지면 작은 외력에 의해서도 압력센서(10)의 저항값 변화를 유도할 수 있다.
따라서 적은 접촉력에 의해서도 용이하게 저항값 변화가 일어나므로 접촉감도를 향상시킬 수 있으며, 또 본 발명과 같은 구조의 입력장치는 센서가 외력에 의 해 작동할 수 있는 공간을 별도 마련하고 있지 않으므로 제품을 슬림화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 디스플레이용 입력장치의 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 디스플레이용 입력장치의 결합 단면도.
도 3은 본 발명의 디스플레이 입력장치에 적용될 수 있는 센서부의 평면도이다.

Claims (7)

  1. 지지부가 형성된 프레임;
    상기 프레임 내측으로 위치하면서 상기 지지부에 위치하는 압력센서를 갖는 센서부;
    상기 센서부의 압력센서에 저항값 변화를 일으키도록 상기 센서부 측으로 접촉력을 전달하는 윈도우;를 포함하며,
    상기 센서부는, 4개의 변으로 이루어지는 베이스 필름과, 이 베이스 필름의 외측 주변부로부터 외측방향으로 연장하는 부분 및 이 연장 부분에 형성되는 압력센서로 이루어지는 압력센서를 구비하고,
    상기 지지부는 상기 프레임의 내측 주변에 홈으로 형성된 것을 특징으로 하는 압력센서를 구비한 디스플레이용 입력장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 윈도우는 상기 프레임의 내측에서 유동 가능한 크기로 이루어지는 압력센서를 구비한 디스플레이용 입력장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 윈도우의 외측으로는 필름이 접착되는 것을 특징으로 하는 압력센서를 구비한 디스플레이용 입력장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 센서부의 베이스 필름은 상기 프레임의 내측 공간부에 위치하는 압력센서를 구비한 디스플레이용 입력장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 필름에는 인쇄층이 형성되는 압력센서를 구비한 디스플레이용 입력장치.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 필름은 상기 프레임의 외측변까지 접착되는 압력센서를 구비한 디스플레이용 입력장치.
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