KR101058926B1 - 압력센서를 구비한 디스플레이용 입력장치 - Google Patents

Abstract

압력센서를 구비한 디스플레이용 입력장치를 개시한다.

본 개시에 따른 입력장치는 접촉감지도를 향상시키면서 슬림화를 실현할 수 있다. 그러한 입력장치는, 프레임;

상기 프레임의 내측에 이동이 가능하게 위치하며 사용자에게 접촉면을 제공하는 윈도우;

상기 윈도우의 아래측으로 위치하여 압력이 전달되면 저항값을 변화하는 압력센서들을 구비하고 있는 센서부;를 포함하며,

상기 센서부는, 상기 프레임에 접착되는 지지기능을 하는 영역과 압력에 의해 변형하는 작동역으로 구분되는 압력센서를 구비한다.

압력센서, 힘센서, 디스압플레이 입력장치, 저항값 변화

Description

압력센서를 구비한 디스플레이용 입력장치{Input device with pressere 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, 프레임;

상기 프레임의 내측에 이동이 가능하게 위치하며 사용자에게 접촉면을 제공하는 윈도우;

상기 윈도우의 아래측으로 위치하여 압력이 전달되면 저항값을 변화하는 압력센서들을 구비하고 있는 센서부;를 포함하며,

상기 센서부는, 상기 프레임에 접착되는 지지기능을 하는 영역과 압력에 의해 변형하는 작동영역으로 구분되는 압력센서를 구비한 디스플레이용 입력장치를 제공한다.

상기 작동영역은 센서부의 베이스 필름에 절단선을 만들어 지지기능을 위한 영역과 구분한다.

본 발명에 따른 디스플레이용 입력장치는, 센서부가 지지기능을 위한 영역과 작동영역으로 구분되어 있으면서 상기 전자의 영역은 프레임과 접착되어 고정되고, 작동영역은 프레임과 비접촉상태로 있으면서 사용자의 압력을 전달하는 윈도우에 의해 압력을 받을 수 있도록 구성되어 잇으므로 작은 외력에도 센서부의 휨변형을 유도할 수 있으므로 접촉감도를 놀일 수 있다.

그리고 센서부의 작동을 위한 별도의 층을 마련하고 있지 않으므로 제품의 슬림화가 가능하다.

이하 본 발명의 바람직한 입력장치의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 입력장치의 분해 사시도이고, 도2는 본 발명의 실시예에 따른 입력장치의 결합단면도이며, 도3은 본 발명의 실시예에 따른 입력장치의 압력센서부 평면도로서, 부호 2는 프레임을 지칭한다.

상기 프레임(2)은 대략 스트립 형상의 부재들이 4각형상을 이루며 서로 연결된 구조로서 중앙부는 비어 있다.

상기 프레임(2)의 중앙 공간부에는 투명창으로 사용되는 윈도우(4)가 위치한다.

상기 윈도우(4)는 상기 프레임(2)의 내측에서 유동이 가능한 크기로 이루어진다.

상기 윈도우(4)의 아래측에는 센서부(6)가 제공되는데, 본 실시예에 의한 센서부(6)는 지지기능을 하는 영역(8)과 작동영역(10)으로 구분되며, 상기 지지기능을 하는 영역(8)의 상측으로 상기 프레임(2)이 접착되고, 상기 작동영역(10)은 상 기 프레임과 비접촉상태가 된다.

상기 센서부(6)는 베이스 필름(12)에 금속층이 배선되어 이 금속의 길이 변화에 따라 저항값을 변화시키는 압력센서(14)를 구비하고 있다.

상기 압력센서(14)는 베이스 필름(12)의 코너부에 대각선 방향으로 형성되며, 상기 지지기능을 하는 영역(8)과 작동영역(10) 사이에 위치한다.

상기 지지기능을 하는 영역(8)과 상기 작동영역(10)의 구분은 센서부(6)의 베이스 필름(12)에 형성된 절단선(16)들에 의해 이루어진다.

상기 절단선(16)들은, 상기 베이스 필름(12)과 접착되는 상기 윈도우(4)의 크기와 대략 일치하는 크기로 이루어진다.

이것은 윈도우(4)가 외력을 받아 눌리어질때 상기 센서부(6)의 압력센서(14)가 저항값 변화를 일으키도록 하기 위한 것이다.

상기 절단선(16)은 상기 압력센서(14)가 위치한 부분까지는 형성되지 않으므로서, 상기 작동영역(10)은 베이스 필름(12)에 부분적으로 연결된 구조를 갖는다.

이러한 부분적 연결구조는 상기 작동영역(10)이 작은 외력에도 쉽게 작동할 수 있도록 하는 것이며, 이러한 작동에 의해 상기 압력센서(14)의 저항값 변화를 용이하게 이룰 수 있게 된다.

상기 프레임(2)의 상측으로는 커버용 필름(18)이 접착될 수 있다. 이 커버용 필름(18)은 제품의 타입에 따라 적절히 선택되어 사용된다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 실시예에 따른 입력장치는, 도2에 도시한 바와 같이 윈도우(4)를 사용자가 누르게 되면, 이 윈도우(4)는 상기 프레임(2)과 독립적으로 이루어져 있으면서 상하로 유동이 가능하게 되어 있으므로 사용자의 압력은 상기 센서부(6)측으로 전달된다.

본 실시예에 따른 상기 센서부(6)는 2개의 영역으로 이루어져 지지기능을 하는 영역(8)이 상기 프레임(2)에 접착되어 있으므로 센서부(6) 측으로 전달되는 압력에 의해 상기 작동영역(10)만이 아래측으로 힘을 받으면서 휨 변형이 일어나게 된다.

이러한 휨 변형에 의해 상기 압력센서(14)에서 저항값이 변화되면서 신호를 출력하게 된다.

따라서 본 실시예에 의한 센서부(6)의 작동영역(10)은 실질적으로 아무런 지지를 받고 있지 않으므로 약간의 눌림에 의해서도 변형을 일으킬 수 있다.

그러므로 적은 접촉력에 의해서도 용이하게 휨이 일어날 수 있으므로 접촉감도를 향상시킬 수 있으며, 또 작동을 위한 별도의 층을 구비하고 있지 않으므로 제품을 슬림화할 수 있다.

도4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 입력장치의 결합 단면도로서, 모든 구성요소는 상기 실시예와 동일하고, 다만 상기 센서부(6)의 아래측에 SUS, PC, PI, PET 등의 재질로 이루어진 플레이트(20)를 접착하여 내구성을 높이고 있는 것이 특징이다.

물론 이 플레이트(20)도 상기 센서부(6)의 형상과 동일한 형상으로 이루어져 센서가 구동하는데 영향을 주지 않아야 한다. 즉, 센서부(6)가 지지 기능을 위한 영역과 작동역으로 이루어지므로 작동영역이 아래측으로 변형을 일으키는데 영향을 주지 않는 구조로 접착된다.

이를 위하여 상기 플레이트(20)는 센서부(6)의 지지 기능을 위한 영역(8)에만 접착되도록 할 수 있다. 2개의 영역에 상기 플레이트(20)가 모두 접착될 경우에는 상기 센서부의 절단서(16)과 같은 절단선이 플레이트에 형성되어야 한다.

또한 상기 센서부(6)의 작동영역 또는 압력센서(14) 하단에는 탄성층(22)이 제공되어 외부로부터 전달되는 물리적인 충격을 흡수함으로써 상기 압력센서의 신속한 복원이나 내구성을 높이기 위한 수단으로 사용된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 입력장치의 분해 사시도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 입력장치의 결합 단면도로서, 도2 a)는 대각선 방향의 단면도이고, 도2 b)는 가로방향의 단면도.

도 3은 본 발명의 입력장치에 적용되는 센서부의 평면도.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 입력장치의 결합 단면도로서, 도4 a)는 대각선 방향의 단면도이고, 도4 b)는 가로방향의 단면도이다.

Claims (6)

1. 프레임;

   상기 프레임의 내측에 이동이 가능하게 위치하며 사용자에게 접촉면을 제공하는 윈도우;

   상기 윈도우의 아래측으로 위치하여 압력이 전달되면 저항값을 변화하는 압력센서들을 구비하고 있는 센서부;를 포함하며,

   상기 센서부는, 상기 프레임에 접착되는 지지기능을 하는 영역과 압력에 의해 변형하는 작동영역으로 구분되며, 이들 지지기능을 하는 영역과 작동영역은 절단선에 의해 이루어지는 압력센서를 구비한 디스플레이용 입력장치.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 압력센서는 상기 지지기능을 위한 영역과 상기 작동영역 사이에 제공되는 압력센서를 구비한 디스플레이용 입력장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 프레임의 상측으로는 보호용 필름이 접착되는 압력센서를 구비한 디스 플레이용 입력장치.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 센서부의 아래측으로는 내구성을 높이기 위한 수단으로 플레이트가 접착되는 압력센서를 구비한 디스플레이용 입력장치.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 센서부의 작동영역 또는 압력센서 하단에는 압력센서의 신속한 복원이나 내구성을 높이기 위한 수단으로 탄성층이 제공되는 압력센서를 구비한 디스플레이용 입력장치.

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