KR101073218B1

KR101073218B1 - 터치패드모듈

Info

Publication number: KR101073218B1
Application number: KR1020090066893A
Authority: KR
Inventors: 김동균; 나경두; 백인규; 윤대근
Original assignee: 한국알프스 주식회사
Priority date: 2009-07-22
Filing date: 2009-07-22
Publication date: 2011-10-12
Also published as: KR20110009478A

Abstract

본 발명은 각종 정보기기에 적용되는 터치패드모듈에 관한 것으로서, 터치패드의 좌표(X,Y) 데이터와 하나의 촉각 스위치(Tactile Switch)에서 나오는 출력신호를 조합하여 다방향(多方向) 키(Key)의 구현이 가능하고 데이터 검색작업을 편리하고 빠르게 수행할 수 있을 뿐 아니라 기존의 일반 터치패드모듈에서 자주 발생하던 터치(Touch)에 의한 오동작을 방지할 수 있는 터치패드모듈에 관한 것이다.

Description

터치패드모듈{TOUCH PAD MODULE}

본 발명은 터치패드모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 방향으로 선택 가능한 키(Key)의 구현이 가능하고, 데이터 검색작업을 빠르고 편리하게 수행할 수 있을 뿐 아니라 기존 터치패드모듈에서 발생하던 터치(Touch)에 의한 오동작을 미연에 방지할 수 있는 장점을 갖는 터치패드모듈에 관한 것이다.

일반적으로 사용자는 전자 제품을 동작시키기 위해 다양한 종류의 입력 장치들을 이용하고 있다. 상기 입력 장치는 디스플레이 스크린상에서의 액션을 실행하기 위해 전자 장치에 정보나 데이터를 전송하는 것이 일반적이다.

이를 위해 상기 입력 장치는 케이블과 같은 유선이나 적외선 또는 블루투스와 같은 무선을 통해 전자 장치와 상호 작용할 수 있다. 또한, 상기 입력 장치는 독립형 유닛(unit)일 수도 있고, 전자 장치에 일체형으로 구성되기도 한다.

이러한 입력 장치가 연결되는 전자 장치는 소비자 관련 전자 제품에 대응할 수 있다. 상기 전자 장치의 예로는 데스크탑 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 미디어 플레이어, 통신 장치와 키보드 등이 존재한다.

또한, 상기 입력 장치에는 버튼(button), 스위치(switch), 키보드(keyboard), 마우스(mouse), 트랙볼(track ball), 터치 패드(touch pad), 조이스틱(joystick), 터치 스크린(touch screen) 등이 있다.

이러한 입력 장치 중에서 터치 패드는 사용자 손가락(또는 스타일러스(stylus))의 상대적 움직임에 대응하여 입력 포인터(pointer)가 움직인다. 즉, 사용자의 손가락 끝이 터치 패드의 표면을 따라 움직일 때의 상대적 움직임에 대응한다.

또한, 종래의 터치 패드를 입력 장치로 하고 있는 전자 제품 중 노트북이나 PDA 류의 제품들은 사용자가 손가락을 대고 움직이면 목록이 스크롤되도록 구현되어 있었다. 상기와 같은 경우에 사용자의 손의 움직임은 기능을 실현하는 것이 아니며, GUI 아이콘(graphic user interface icon)을 움직이는 동작을 하는 경우이며, 각 기능은 GUI 아이콘이 한다.

또한, MP3나 PMP 류의 제품들은 사용자가 손가락을 이용하여 터치 패드를 원형 방향으로 움직이는 경우에 동작하도록 구현되어 있어, 사용자는 터치 패드를 손가락을 이용하여 원형으로 돌림에 따라 목록을 스크롤(scroll), 음량 변경, 재생 시점 변경 또는 메뉴의 설정 값을 변경할 수 있어, 화면상에서 메뉴의 구성이 수평 또는 수직의 1차원적이었다.

그리고 종래 터치 패드의 경우 사용자가 입력을 위해 손을 움직이는 정도와 스크롤 되는 정도가 동일하여 사용자의 손의 움직이는 속도와 무관하게 일정한 양만큼 움직이므로, 사용자가 손을 조금만 움직여도 스크롤(scroll)이 되어 한 줄씩 스크롤(scroll) 하기 힘든 불편이 있었다. 또한, 일반적인 터치 패드(touch pad)는 화면에 아이콘(icon)을 표시하고 그곳을 터치(touch)하면 해당 아이콘(icon)에 해당하는 기능이 실행되는 방식을 사용하여 잘못된 터치(touch)에 의해 아이콘(icon)을 잘못 선택되어 오작동을 유발하는 문제가 있을 수 있었다.

이에 따라 상기와 같은 문제를 해결하고자 더블 탭(double tap) 등의 방법이 제안되었으나, 상기와 같은 더블 탭(double tap)의 경우에도 동작 자체가 쉽지 않은 문제가 있었다.

이에, 본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 인쇄회로기판 중앙에 돔(dome) 형상의 촉각 스위치를 설치하고, 정전터치패드가 구비된 입력판에 촉각 스위치를 눌러 작동시키는 보스를 형성하되, 상기 입력판의 외곽에 누름 조작시 상방으로 탄성 복원력을 발생시키는 복수의 탄성지지부와, 상기 탄성지지부 사이에 지렛대 돌기를 형성하여, 터치패드의 좌표(X,Y) 데이터와 하나의 촉각 스위치(tactile switch)에서 나오는 출력신호를 조합하여 선택 가능한 다방향(多方向) 키(Key)를 구현할 수 있고, 데이터의 검색작업을 신속하고 편리하게 수행할 수 있을 뿐 아니라 터치(Touch)에 의한 오동작을 방지할 수 있도록 하는 터치패드모듈을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치패드모듈은, 상면 중앙부에 돔(dome) 형상을 갖는 금속 재질의 촉각 스위치가 설치된 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판의 상부에 결합되는 것으로서, 상면부에 상하좌우 방향을 표시하는 표시부가 형성되고, 중앙부 저면에는 상기 촉각 스위치를 눌러 작동시키기 위한 보스가 돌출 형성된 입력판; 상기 입력판의 저면에 결합되며, 중앙부에 상기 보스가 관통되는 관통홀이 형성된 정전터치패드; 상기 입력판의 테두리를 상부에서 감싸면서 상기 인쇄회로기판과 결합되는 커버프레임을 포함하여 이루어지며, 상기 입력판은, 상기 표시부가 형성된 몸체와; 상기 몸체의 누름 조작시 상방으로 탄성 복귀력을 제공할 수 있도록 상기 몸체의 모서리부에 형성되는 복수의 탄성지지부와; 상기 탄성지지부 사이에 형성되는 지렛대 돌기로 구성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 탄성지지부는, 상기 입력판의 모서리부 외곽에 배치되어 상기 인쇄회로기판의 상면부와 상기 커버프레임의 저면부에 동시에 접촉하며 지지되는 지지편과; 상기 지지편과 상기 입력판의 몸체를 연결하며 상기 입력판의 누름 조작시 상방으로 탄성 복귀력을 제공하는 탄성프레임으로 구성될 수 있다.

이때, 상기 커버프레임의 모서리부 저면에는 고정돌기가 형성되고, 상기 입력판의 지지편 내에는 상기 고정돌기가 끼워지는 고정홈이 형성될 수 있다.

그리고, 상기 커버프레임의 저면부에는 상기 입력판의 지렛대 돌기가 안착되는 지렛대돌기 안착부가 형성될 수 있다.

여기서, 상기 지렛대돌기 안착부의 저면에는 결합돌기가 형성되고, 상기 인쇄회로기판에는 상기 결합돌기가 끼워져 결합되는 결합홈이 형성될 수 있다.

이때, 상기 지렛대돌기 안착부의 돌출 폭은 상기 지지편의 돌출 폭과 동일하게 형성될 수 있다.

상기한 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 터치패드의 X,Y 좌표 데이터와 1개의 촉각 스위치에서 나오는 출력신호를 조합하여 구성함으로써, 다방향(多方向) 텍타일 스위치(Tactile Switch)의 기능을 구현할 수 있고, 터치 또는 스크롤하면서 임 의의 영역을 눌러도 촉각 스위치에 의한 선택 입력이 가능해지기 때문에 검색작업을 편리하고 빠르게 수행할 수 있는 효과가 있다. 아울러, 기존의 일반 터치패드모듈과 같이 터치에 의해서만 작동되는 구조가 아니라 입력판의 터치 후 최종적으로 입력판의 임의의 영역을 눌러야만 출력신호가 발생되어 선택 완료되는 구조로 되어 있기 때문에 종래의 터치패드모듈에서 자주 발생하던 터치(Touch)에 의한 오동작을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 의한 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 터치패드모듈은 정전터치패드(Capacitive Touch Pad) X,Y 좌표 데이터와 하나의 촉각 스위치(tactile switch)에서 나오는 출력신호를 조합하여 상하좌우 방향은 물론 대각선 방향 등의 다방향(多方向) 키(Key)의 구현이 가능하고, 빠른 검색이 가능할 뿐 아니라 일반적인 터치패드모듈에서 발생하던 터치(Touch)에 의한 오동작을 방지할 수 있는 터치패드모듈을 제공한다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 터치패드모듈 구조를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해 사시도이다. 그리고, 도 3은 도 2의 단면 조립도이고, 도 4는 도 1의 A-A섹션 단면도이며, 도 5와 도 6은 도 2에 도시된 입력판과 커버프레임의 배면도이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 터치패드모듈(200)은 최 하부측 에 배치된 인쇄회로기판(110)을 기준으로 정전터치패드(120), 입력판(130), 및 커버프레임(140)이 순차적으로 결합된 구조를 갖는다.

상기 인쇄회로기판(110)은 정사각형 형태의 기판으로서 그 일측에 전원 또는 디스플레이 등의 외부기기와 접속될 수 있는 되는 접속단자(미도시)가 구비되고, 상면부 중앙에는 돔(Dome) 형상을 갖는 금속 재질의 촉각 스위치(112)가 설치되어 있다.

이때, 상기 촉각 스위치(112)로는 돔 스위치(Dome Switch)나 러버 스위치(Rubber switch) 등 다양한 형태의 스위치가 채용될 수 있지만, 본 발명의 실시 예에서는 돔 형상을 갖는 돔 스위치를 일 예로 들고 있으며, 이러한 촉각 스위치는 상부에서 압력을 가해 눌러질 경우 접점되어 외부에 전기적인 출력 신호를 송출하게 되고, 압력이 해제될 경우 탄성 복원력에 의해 원래의 돔 형태로 복귀된다.

상기 인쇄회로기판(110)의 상부에는 이보다 작은 크기를 갖는 정전터치패드(Capacitive Touch Pad;120)가 구비되는데, 상기 정전터치패드(120)와 인쇄회로기판(110)은 플렉서블 케이블(Flexible cable;116)에 의해 서로 전기적으로 연결되어 있다.

상기 정전터치패드(120)는 상부에 위치한 입력판(130)의 저면부에 부착되며, 상기 입력판(130)의 상부면에 터치(touch) 또는 스크롤(scroll) 동작이 행해질 경우 이를 센싱하여 인쇄회로기판(110)과 연결된 마이크로 프로세서(micro processor)에 전송하게 된다.

이때, 상기 정전터치패드(120)는 전술된 별도의 플렉서블 케이블을 사용하지 않고서 상기 인쇄회로기판(110)과 일체형으로 제작할 수 있다.

상기 입력판(130)은 사용자의 손가락이나 펜 등의 입력도구에 의해 터치 동작이 행해지는 부분으로서, 정사각형 형태를 이루는 몸체(131)와, 상기 몸체(131)의 각 모서리부 외곽에 형성되어 상기 몸체(131)를 탄성적으로 지지하는 4개의 탄성지지부(132)와, 상기 각 탄성지지부(132) 사이에 위치되는 4개의 지렛대 돌기(135)로 구성되어 있다.

상기 몸체(131)의 상부면에는 상하좌우 방향을 표시하는 화살표 및 'OK' 등의 기호, 문자가 표시된 원형 형태의 터치 입력부(136)가 형성되어 있다. 상기 터치 입력부(136)는 사용자의 손가락이나 펜 등의 입력도구에 의해 직접적으로 터치 동작이 행해지는 부분으로서, 터치(touch) 동작에 의해 상하좌우 방향으로 선택적으로 입력이 가능한 한편 중앙부에 형성된 'OK' 영역을 눌러 선택된 위치 데이터에 대한 출력 신호를 전송하도록 되어 있다.

그리고, 상기 입력판 몸체(131)의 중앙부 저면에는 인쇄회로기판(110) 중앙에 형성된 촉각 스위치(112)를 눌러 작동시킬 수 있도록 보스(138)가 돌출 형성된다.

또한, 상기 입력판(130) 몸체(131)의 저면부에 결합되는 정전터치패드(120)는 그 중앙부에 상기 몸체(131)의 하부에 구비된 보스(138)가 관통될 수 있도록 관통홀(122)이 형성되어 있다.

상기 탄성지지부(132)는 몸체(131)를 탄성 지지하는 부분으로서, 상기 터치 입력부(136)의 누름 조작에 의해 몸체(131)가 하부방향으로 눌려질 경우 상기 몸 체(131)를 다시 상부방향으로 탄성 복귀시키게 된다.

상기 탄성지지부(132)는 인쇄회로기판(110)의 상면과 커버프레임(140)의 저면에 동시에 접촉되며 지지되는 지지편(133)과, 상기 지지편(133)을 입력판(130)의 몸체(131)에 연결해주며 탄성 복원력을 발생시키는 탄성프레임(134)으로 이루어져 있다. 상기 탄성지지부(132)는 입력판 몸체(131)를 탄성 복귀시켜주는 한편 상기 입력판(130)의 상하유동을 방지하는 역할을 수행하게 된다.

상기 지지편(133)은 몸체(131)의 각 모서리부 외곽에 배치되는데, 상기 입력판(130)과 커버프레임(140)의 결합시 용이하도록 상기 커버프레임(140)의 각 모서리부 저면에 고정돌기(146)를 형성하고 상기 지지편(133) 내측에 상기 고정돌기(146)가 끼워지는 고정홈(133a)을 형성하여 입력판(130)과 커버프레임(140) 사이의 결합 위치를 고정하는 동시에 상기 입력판(130)이 상하좌우로 유동되는 것을 방지하게 된다.

상기 탄성프레임(134)은 도 4의 단면에서 볼 수 있듯이 인쇄회로기판(110)의 상부면으로부터 일정거리 이격된 상태로 유지되며, 사용자에 의한 몸체(131)의 누름 조작시 상기 몸체(131)를 다시 상방 탄성 복귀시킬 수 있는 탄성 복귀력을 제공한다.

상기 지렛대 돌기(135)는 정사각 형태를 이루는 몸체(131)의 4개의 변 중앙부에 각각 돌출 형성되는바, 입력판(130)과 커버프레임(140)이 결합된 상태에서 상기 지렛대 돌기(135) 부분이 커버프레임(140)의 저면부에 걸려 지지되도록 되어 있다.

이러한 구조에서, 상기 입력판 몸체(131)의 일측 부분, 예들 들어 도 7의 작동도에서 보는 것과 같이, 몸체(131)의 우측 부분이 하방으로 눌려질 경우 반대편 좌측 부분에 위치한 지렛대 돌기(135)가 커버프레임(140)에 걸려 지지되는 동시에 상기 몸체(131) 중앙의 보스(138)가 촉각 스위치(112)를 눌러 접점시키도록 되어 있다.

상기 커버프레임(140)은 상기 입력판(130)의 테두리 부분, 즉, 탄성지지부(132) 부분을 감싸면서 인쇄회로기판(110)과 결합된다. 이와 같은 커버프레임(140)은 입력판(130)의 유동시 지렛대 돌기(135)에 의해 지렛대 받침 역할을 수행하는 동시에 상기 입력판(130)의 상하좌우 유동을 방지하는 기능을 수행한다.

상기 커버프레임(140)의 저면부에는 상기 지렛대 돌기(135)가 각각 안착될 수 있는 지렛대돌기 안착부(142)가 형성되어 있다. 상기 지렛대돌기 안착부(142)는 내측에 상기 지렛대 돌기(135)가 안착될 수 있는 안착홈(143)이 형성되며, 상기 전체적 형상이 상기 안착홈(143)을 둘러싸는 'ㄷ'자 형상을 이루고 있다.

상기 지렛대돌기 안착부(142)의 저면에는 인쇄회로기판(110)과의 결합을 위한 한 쌍의 결합돌기(144)가 형성되고, 상기 인쇄회로기판(110)에는 상기 결합돌기(144)가 끼워질 수 있도록 한 쌍의 결합홈(114)이 형성되어 있다. 이때, 상기 지렛대돌기 안착부(142)의 상하방향 돌출 폭(D1)은 상기 지지편(133)의 상하방향 돌출 폭(D2)과 동일하게 형성하는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 터치패드모듈은 완전히 조립된 상태에서 입력판(130)의 터치입력부(136) 부분이 커버프레임(140)의 상부로 돌출된 형태를 이루고, 상기 입력판(130)의 중앙 하부에 있는 보스(138)는 인쇄회로기판(110) 중앙에 형성된 촉각 스위치(112) 위에 접촉된 상태로 유지된다.

이러한 상태에서 사용자는 입력판(130) 상부의 센싱 영역인 터치입력부(136)를 터치(touch)하거나 스크롤(scroll) 조작하며 검색 작업을 수행하게 되는데, 예컨대, 터치입력부(136)에 표시된 상하좌우 화살표를 손가락 끝으로 터치하여 커서(cursor)를 원하는 위치에 이동시키거나 손가락 끝을 사용하여 스크롤하거나 숫자나 문자 등을 쓴 후에 중앙에 위치한 'OK' 부분을 눌러 출력신호를 발생시켜 최종 선택작업을 완료하게 된다. 이 과정에서, 상기 터치입력부(136)의 터치 동작은 입력판(130) 하부에 구비된 정전터치패드(120)를 통해 센싱되고, 최종적으로 'OK' 버튼을 눌러 상기 정전터치패드(120)에 의해 감지된 좌표(X,Y) 데이터 값을 전기적 신호 형태로 출력한다.

이때, 본 발명은 사용자가 터치입력부(136)의 화살표 부분을 터치하여 커서를 상하좌우 방향으로 이동시킬 수 있는 한편 상기 화살표 이외의 영역을 터치하여 대각선 방향을 포함한 다양한 방향으로 이동시킬 수 있기 때문에 빠른 검색이 가능하다.

그리고, 본 발명은 사용자가 터치입력부(136)의 어느 한 부분을 누를 경우 그 반대편에 있는 지렛대 돌기(135)가 지렛대돌기 안착부(142)에 걸려 상부로의 유동이 억제되면서 입력판(130)의 하부 중앙에 있는 보스(138)를 통해 촉각 스위치(112)가 눌려져 'OK' 버튼을 누르는 효과를 얻을 수 있기 때문에, 사용자가 터치입력부(136)의 어떤 부분을 누르더라도 보스(138)에 의해 촉각 스위치(112)가 눌러 져 작동된다. 이와 같이, 본 발명은 사용자가 터치, 스크롤, 또는 문자나 숫자를 수기 입력한 후 중앙의 'OK' 부분을 별도로 눌러 입력하지 않고 터치 또는 스크롤이 끝나는 부분을 바로 눌러 촉각 스위치(112)를 통해 출력 신호를 외부로 전송할 수 있기 때문에 터치패드의 조작이 용이하고 빠르게 수행될 수 있는 장점이 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 터치패드모듈은 정전터치패드(Capacitive Touch Pad)의 X,Y 좌표 데이터와 하나의 촉각 스위치(112)에서 나오는 출력신호를 조합하여 상하좌우 방향은 물론 대각선 방향 등의 다방향(多方向) 텍타일 스위치(Tactile Switch)를 구현할 수 있고, 터치 스크롤하면서 어느 곳에서 눌러도 텍타일 스위치에 의한 선택이 가능하기 때문에 빠른 검색이 가능할 뿐 아니라, 종래와 같이 일반 터치패드모듈에서 자주 발생하던 터치(Touch)에 의한 오동작을 방지할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 터치패드모듈 구조를 도시한 사시도.

도 2는 도 1의 분해 사시도.

도 3은 도 2의 조립 단면도.

도 4는 도 1의 A-A섹션 단면도.

도 5는 도 2에 도시된 입력판의 배면도.

도 6은 도 2에 도시된 커버프레임의 배면도.

도 7은 본 발명의 작동 상태도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

110 : 인쇄회로기판 112 : 촉각 스위치

114 : 결합홈 116 : 플렉서블 케이블

120 : 정전터치패드 122 : 관통홀

130 : 입력판 131 : (입력판) 몸체

132 : 탄성지지부 133 : 지지편

134 : 탄성프레임 136 : 터치입력부

138 : 보스 140 : 커버프레임

142 : 지렛대돌기 안착부 143 : 안착홈

144 : 결합돌기 200 : 터치패드모듈

Claims

상면 중앙부에 하나의 촉각 스위치(tactile switch)가 설치된 인쇄회로기판;

상면부에 상하좌우 방향을 표시하는 표시부가 형성되고 중앙부 저면에는 보스가 돌출 형성된 몸체와, 상기 몸체 상면부의 어느 일 지점의 누름 조작시 상기 보스가 상기 촉각 스위치를 눌러 작동시킨 후에 상방으로의 탄성 복귀력을 제공할 수 있도록 상기 몸체의 모서리부에 형성되는 복수의 탄성지지부와, 상기 탄성지지부 사이에 형성되는 지렛대 돌기를 포함하고, 상기 인쇄회로기판의 상부에 결합되는 입력판;

상기 입력판의 저면에 결합되며, 중앙부에 상기 보스가 관통되는 관통홀이 형성된 정전터치패드; 및

상기 입력판의 테두리를 상부에서 감싸 유동을 방지하면서 상기 인쇄회로기판과 결합되는 커버프레임을 포함하는 터치패드모듈.
제1항에 있어서,

상기 탄성지지부는,

상기 입력판의 모서리부 외곽에 배치되어 상기 인쇄회로기판의 상면부와 상기 커버프레임의 저면부에 동시에 접촉하며 지지되는 지지편과;

상기 지지편과 상기 입력판의 몸체를 연결하며 상기 입력판의 누름 조작시 상방으로 탄성 복귀력을 제공하는 탄성프레임으로 구성된 것을 특징으로 하는 터치패드모듈.
제2항에 있어서, 상기 커버프레임의 모서리부 저면에는 고정돌기가 형성되고, 상기 입력판의 지지편 내에는 상기 고정돌기가 끼워지는 고정홈이 형성된 것을 특징으로 하는 터치패드모듈.
제2항에 있어서, 상기 커버프레임의 저면부에는 상기 입력판의 지렛대 돌기가 안착되는 지렛대돌기 안착부가 형성된 것을 특징으로 하는 터치패드모듈.
제4항에 있어서, 상기 지렛대돌기 안착부의 저면에는 결합돌기가 형성되고, 상기 인쇄회로기판에는 상기 결합돌기가 끼워져 결합되는 결합홈이 형성된 것을 특징으로 하는 터치패드모듈.
제4항에 있어서, 상기 지렛대돌기 안착부의 돌출 폭은 상기 지지편의 돌출 폭과 동일한 것을 특징으로 하는 터치패드모듈.