KR101113923B1 - 정전식 터치펜용 팁 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정전식 터치펜용 팁에 관한 것으로, 정전용량 방식이 적용된 터치패널의 표면에 접촉되어 정보를 입력시 터치펜의 파지각도와 상관없이 터치패널과 팁이 평행을 이루며 접촉되도록 한 굽힘탄성을 갖도록, 정전용량 방식이 적용된 터치패널의 표면에 접촉되어 정보를 입력하기 위한 정전식 터치펜용 팁에 있어서, 상기 정전식 터치펜에 일측이 결합되고 터치패널의 표면과 접촉되는 입력면이 형성된 팁으로 이루어져, 상기 터치패널의 표면과 입력면이 평행을 이루지 않으면서 접촉 시 굽힘탄성을 갖는 도전성 재질의 팁이 만곡된 곡률을 갖으며 변형되어 터치패널 표면과 입력면이 평행을 이루며 접촉되고 상기 터치패널과 입력면의 접촉이 해제되면 팁의 형상이 원상태로 복원된다. 상기와 같은 구성으로 인해 입력오류를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Description

정전식 터치펜용 팁{Electrostatic capacity type for touch pen tip}

본 발명은 정전식 터치펜용 팁에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터치펜의 파지각도와 상관없이 터치패널과 팁이 평행을 이루며 접촉되도록 한 정전식 터치펜용 팁에 관한 것이다.

일반적으로 휴대기기 또는 컴퓨터에 정보를 입력하는 방식은 별도로 구비된 키 버튼을 누르는 방식을 사용하였다. 그러나, 최근 들어 화면을 손가락이나 펜 등으로 접촉시켜 입력하는 터치패널 방식을 주로 이용하는 추세이다.

여기서, 터치패널은 그 구조와 동작원리에 따라 저항막 방식, 초음파 방식, 적외선 방식, 정전방식 등으로 분류된다.

먼저, 저항막 방식은 압력식 유리나 투명한 플라스틱 판위에 저항성분의 물질을 코팅하고 그 위에 폴리에스틸렌 필름을 덮어 씌운 형태로, 두 면이 서로 닿지 않도록 일정한 간격으로 절연봉이 설치되어 있는데 손으로 접촉시 이 두면이 서로 접속하게 되고 이때 저항값이 변화하게 되고 전압도 변화하게 되는데 이러한 전압의 변화정도로 접촉된 손의 위치를 인식하는 방식이다.

또한, 초음파 방식은 음파를 발사하는 트랜스미터(Transmitter)를 유리의 한쪽 귀퉁이에 부착하고 일정한 간격으로 음파를 반사시키는 리플렉터(Reflector)를 부착하고 그 반대쪽에 리시버(Receiver)부착한 형태로 구성되는데 손가락 같이 음파를 방해하는 물체가 음파의 진행 경로를 방해하게 될 때 그 시점을 계산하여 터치점을 인식하는 방식이다.

더불어, 적외선 방식은 사람의 눈에 보이지 않는 적외선의 직진성을 이용하는 방법으로 발광소자인 적외선 LED와 수광소자인 포토트랜지스터를 서로 마주보게 배치하여 매트릭스를 구성하고 이 매트릭스 안에 손가락과 같은 물체에 의해 빛이 차단되는 센서를 감지하여 터치점을 인식하는 방식이다.

특히, 정전방식은 유리 양면에 투명한 특수 전도성 금속을 코팅하여 패널 네 귀퉁이에 전압을 걸어주면 터치패널 표면에 고주파가 퍼지게 되고 손가락 접촉시 변화된 고주파 파형을 컨트롤러에서 분석하여 터치점을 인식하는 방식이다.

이때, 터치패널에 일정량의 전자를 골구로 흘려보내고 사람의 손이라든지 전도성물질이 접촉되어 다른 곳으로 흘러가면 또는 들어오면 전자수의 차이를 인식하여 작동한다.

이러한, 정전방식 터치패널에 대한 터치 입력은 주로 사용자의 손가락에 의해 이루어질 수 있다. 이 경우, 터치패널의 화면 크기가 작을 경우 정확한 입력이 힘들 수 있으며, 터치 스크린이 긁혀서 손상될 수 있다. 따라서, 휴대 기기에는 터치 입력을 위해 터치 펜이 통상 마련되고 있다.

이때, 펜이 정전용량 방식 터치스크린의 정보입력도구로 사용되기 위해서는 정전용량의 변화가 유발될 수 있도록 도전성을 보유하여야 한다. 따라서, 상기 펜의 부위 중 터치스크린과 직접 접촉하는 부위인 팁(tip)은 도전성 물질로 이루어진다.

또한, 정전용량의 변화가 유발되기 위해서는 상기 팁과 터치스크린과의 입력면적이 충분히 보장되어야 한다.

따라서, 종래의 팁의 입력면은 도 1에 도시된 바와 같이 원 형상 11a 또는 원기둥을 비스듬히 자른 타원형상 11b입니다. 이때, 사용자는 탄성력이 낮은 입력면 11a, 11b 전체가 터치패널에 접촉할 수 있도록 입력면과 터치패널이 반드시 평행이 되어야 한다.

이와 같은 종래의 터치펜용 팁은 입력면과 터치패널이 평행으로 접촉되지 않을 경우 터치패널에 접촉되는 입력면의 접촉면적을 충분히 확보하지 못해 입력오류가 자주 발생하게 된다. 즉, 터치패널을 여러 번 터치하여 터치패널 표면이 손상되는 문제점이 있었다.

또한, 탄성력이 낮은 팁의 접촉면적을 늘리기 위해서 반드시 터치패널과 입력면이 평행이 되도록 터치펜을 파지해야 하기 때문에 사용이 불편하고 호환성이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 정전용량 방식이 적용된 터치패널의 표면에 접촉되어 정보를 입력시 터치펜의 파지각도와 상관없이 터치패널과 팁이 평행을 이루며 접촉되도록 한 정전식 터치펜용 팁을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 팁의 외주연 하부와 외주연 중앙의 지름을 다르게 형성시켜 터치패널의 표면에 접촉되는 팁의 굽힘 만곡율이 향상되도록 하는 데 있다.

더불어, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 굽힘탄성에 의해 변형되는 팁의 만곡율을 조절하는 조절부재를 포함시켜 터치패널의 표면과 터치펜의 정교한 접촉이 가능하도록 하는 데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 정전용량 방식이 적용된 터치패널의 표면에 접촉되어 정보를 입력하기 위한 정전식 터치펜용 팁에 있어서, 상기 정전식 터치펜에 일측이 결합되고 터치패널의 표면과 접촉되는 입력면이 형성된 팁으로 이루어져, 상기 터치패널의 표면과 입력면이 평행을 이루지 않으면서 접촉 시 굽힘탄성을 갖는 팁이 만곡된 곡률을 갖으며 변형되어 터치패널 표면과 입력면이 평행을 이루며 접촉되고, 상기 터치패널과 입력면의 접촉이 해제되면 팁의 형상이 원상태로 복원되는 것을 특징으로 한 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 팁은 터치펜과 결합되는 결합부재와 입력면이 하부면에 형성된 접촉부재가 상하 이격되게 마련되며 상기 결합부재와 접촉부재를 일체로 연결하는 연결부재로 이루어지되, 상기 연결부재는 접촉부재의 폭보다 작게 형성시킨 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 연결부재의 외주연에는 상기 팁의 만곡율을 조절하는 조절부재가 적어도 하나 이상 형성된 것을 포함한다.

본 발명에 따르면, 상기 팁은, 상기 접촉부재와 조절부재의 상부 모서리를 라운드처리하고 접촉부재와 조절부재를 상하 이음 결합시킨 것을 더 포함한다.

본 발명에 따르면, 상기 팁의 상부면에 삽입부재가 일체로 형성되어 상기 정전식 터치펜의 개구된 하부에 끼움 고정되도록 한 것을 더 포함한다.

본 발명에 따르면, 상기 팁은 도전성 재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 정전식 터치펜용 팁은 정전식 터치펜의 하부에 일측이 결합되고 타측에는 터치패널의 표면과 접촉되는 입력면이 형성된 굽힘탄성을 갖는 도전성 재질로 이루어져, 정전용량 방식이 적용된 터치패널의 표면에 접촉되어 정보를 입력시 터치펜의 파지각도와 상관없이 터치패널과 팁이 평행을 이루며 접촉되도록 하여, 입력오류를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 정전식 터치펜용 팁은 원통형으로 결합부재와 입력면가 상하 이격되게 마련되며 상기 결합부재와 접촉부재를 일체로 연결하는 연결부재로 이루어져, 팁의 외주연 하부와 외주연 중앙의 지름을 다르게 형성시켜 터치패널의 표면에 접촉되는 팁의 굽힘 만곡율이 향상되어, 터치패널과 터치펜의 파지각도가 크더라도 입력할 수 있는 효과가 있다.

더불어, 본 발명의 정전식 터치펜용 팁은 연결부재의 외주연에는 굽힘탄성에 의해 변형되는 팁의 만곡율을 조절하는 조절부재가 적어도 하나 이상 형성되어, 터치패널의 표면과 터치펜의 정교한 접촉이 가능하도록 하여, 사용자의 손크기 및 힘에 따라 다양한 종류의 펜으로 제조가 가능해 호환성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 전전식 터치펜용 팁을 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명인 정전식 터치펜용 팁를 결합상태를 나타낸 분해사시도.
도 3a는 본 발명인 정전식 터치펜용 팁의 일실시예를 나타낸 단면도.
도 3b는 본 발명인 정전식 터치펜용 팁의 일실시예의 사용상태를 나타낸 정면도.
도 4a는 본 발명인 정전식 터치펜용 팁의 다른 실시예를 나타낸 단면도.
도 4b는 본 발명인 정전식 터치펜용 팁의 다른 실시예의 사용상태를 나타낸 정면도.
도 5a는 본 발명인 정전식 터치펜용 팁의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도.
도 5b는 본 발명인 정전식 터치펜용 팁의 또 다른 실시예의 사용상태를 나타낸 정면도.
도 6a는 본 발명인 정전식 터치펜용 팁의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도.
도 6b는 본 발명인 정전식 터치펜용 팁의 또 다른 실시예의 사용상태를 나타낸 정면도.
도 7은 본 발명인 정전식 터치펜용 팁의 변형예를 나타낸 단면도.
도 8은 본 발명인 정전식 터치펜용 팁의 사용상태를 나타낸 사시도.

이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않기 위하여 생략한다.

도 1은 종래의 전전식 터치펜용 팁을 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명인 정전식 터치펜용 팁를 결합상태를 나타낸 분해사시도이며, 도 3a는 본 발명인 정전식 터치펜용 팁의 일실시예를 나타낸 단면도이고, 도 3b는 본 발명인 정전식 터치펜용 팁의 일실시예의 사용상태를 나타낸 정면도이며, 도 4a는 본 발명인 정전식 터치펜용 팁의 다른 실시예를 나타낸 단면도이고, 도 4b는 본 발명인 정전식 터치펜용 팁의 다른 실시예의 사용상태를 나타낸 정면도이며, 도 5a는 본 발명인 정전식 터치펜용 팁의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도이고, 도 5b는 본 발명인 정전식 터치펜용 팁의 또 다른 실시예의 사용상태를 나타낸 정면도이며, 도 6a는 본 발명인 정전식 터치펜용 팁의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도이고, 도 6b는 본 발명인 정전식 터치펜용 팁의 또 다른 실시예의 사용상태를 나타낸 정면도이며, 도 7은 본 발명인 정전식 터치펜용 팁의 변형예를 나타낸 단면도이고, 도 8은 본 발명인 정전식 터치펜용 팁의 사용상태를 나타낸 사시도이다.

먼저, 도 2 내지 도 3b에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 정전식 터치펜용 팁의 구성상태를 살펴보면, 정전용량 방식이 적용된 터치패널 P의 표면에 접촉되어 정보를 입력하기 위한 정전식 터치펜용 팁에 있어서, 상기 정전식 터치펜 10에 결합되고 터치패널 P의 표면과 접촉되는 입력면 101이 형성된 팁 100으로 이루어져 있다.

본 발명에 따른 정전식 터치펜용 팁에 대하여 보다 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 정전식 터치펜용 팁은 상기 정전식 터치펜 10에 일측이 결합되고 터치패널 P의 표면과 접촉되는 입력면 101이 형성된 팁 100으로 이루어져, 상기 터치패널 P의 표면과 입력면 101이 평행을 이루지 않으면서 접촉 시 굽힘탄성을 갖는 도전성 재질의 팁 100이 만곡된 곡률을 갖으며 변형되어 터치패널 P 표면과 입력면 101이 평행을 이루며 접촉되고, 상기 터치패널 P과 입력면 101의 접촉이 해제되면 팁 100의 형상이 원상태로 복원되는 것을 특징으로 한다.

도 3a,b에 도시한 바와 같이 팁 100은 굽힘이 용이하도록 단면이 원 형상인 원통형입니다. 여기서, 팁 100의 재질은 굽힘탄성을 갖는 도전성 고무 재질이다. 여기서 도전성 고무란 절연체인 고무에 흑색 안료나 금속 섬유 따위를 섞어 전기가 통하도록 만든 고무이다. 또한, 일정 압력을 가하면 압전 효과로 인해 전기적 신호를 발생시키기도 한다.

특히, 팁 100의 재질은 EPDM(에틸렌 프로필렌 고무), NBR(아크릴로니트릴부타디엔고무), ECO(에피클로로히드린-에틸렌산화물고무), CR(클로로프렌고무)로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 탄성 물질에 전도성 물질이 포함되어 있다. 상기 탄성물질은 NBR 및 ECO의 혼합물이고, 상기 NBR 대 ECO의 혼합비율은 중량비로 65:35 내지 90:10이다. 더불어, 전도성 물질은 카본블랙이며, 첨가량은 상기 전체 배합물의 중량을 기준으로 0.5 내지 1.5중량%로 첨가되어 있다.

이때, 팁 100의 재질은 상기와 같이 적용됨이 적합하나 이러한 재질에 국한된 것은 아니다.

즉, 팁 100은 정전식 터치펜 10의 하부에 일측이 결합되고 타측에는 터치패널 P의 표면과 접촉되는 입력면 101이 형성되어 있다.

이로 인해, 터치패널 P의 표면과 경사지게 입력면 101을 접촉시 입력면 101의 일단이 터치패널 P과 접촉된 후 터치패널 P 방향으로 힘을 더 가하면 입력면 101의 타단이 터치패널 P 방향으로 변형되어 터치패널 P 표면에 입력면 101 전체가 접촉된다.

또한, 상기 터치패널 P과 입력면 101의 접촉이 해제되면 팁 100의 형상이 원상태로 복원된다.

즉, 터치패널 P의 표면과 정전용량 방식이 적용된 터치패널 P의 표면에 접촉되어 정보를 입력시 터치펜 10의 각도가 터치패널 P과 직각이 되지 않은 상태로 터치가 되더라도 터치패널 P과 팁 100이 평행을 이루며 접촉된다. 그로 인해, 터치패널 P에 접촉되는 팁 100의 면적이 충분히 확보되어, 입력오류를 최소화할 수 있다.

도 3b에 도시한 바와 같이 원통형상의 팁 100이 굽혀지는 각 θ1은 터치패널 P의 표면을 기준으로 60° 내지 70°이다. 이때, 원통형 팁 100의 지름 Ø1은 Ø5.5mm 내지 Ø7mm이고, 높이 H1는 6mm 내지 8mm이다.

이처럼 원통형상의 팁 100은 많은 각이 굽혀지지는 않으나 가압시 정확한 터치가 가능하여 터치감이 향상된다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 정전식 터치펜용 팁이 도 4a에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 상기 팁 100은 정단면이 "I"자 형상을 갖는다. 즉, 터치펜 10과 결합되는 결합부재 107와 입력면 101이 하부면에 형성된 접촉부재 103가 상하 이격되게 마련된다.

더불어, 상기 결합부재 107와 접촉부재 103를 일체로 연결하는 연결부재 105로 이루어져 있다. 이때, 상기 연결부재 105는 접촉부재 103의 폭보다 작게 형성되어 있다.

이처럼 "I"자 형상을 갖도록 팁 100연 하부와 외주연 중앙의 지름을 다르게 형성시켜 터치패널 P 표면에 접촉되는 팁 100의 굽힘 만곡율이 향상되어, 터치패널 P과 터치펜 10의 파지각도가 크더라도 입력할 수 있다.

이때, 도 4b에 도시한 바와 같이 "I"자 형상의 팁 100이 굽혀지는 각 θ2는 터치패널 P의 표면을 기준으로 15° 내지 25°이다. 이처럼, "I"자 형상의 팁 100은 굽혀지는 각은 크게 때문에 파지되는 각도에 따른 오류는 적으나 가압력이 떨어지게 되어 정확도가 다소 떨어진다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정전식 터치펜용 팁은 도 5a 또는 6a에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 상기 연결부재 105의 외주연에는 상기 팁 100의 굽힘탄성에 의한 만곡율을 조절하는 링형상의 조절부재 109가 적어도 하나 이상 형성되어 있다.

즉, 도 5a에 도시된 바와 같이 터치패널 P에 접촉되는 정전식 터치펜용 팁 100이 굽혀질 때 조절부재 109의 모서리가 접촉부재 103 또는 결합부재 107의 모서리와 접촉되어 만곡율이 조절된다.

이때, 도 5b에 도시된 바와 같이 조절부재 109가 형성된 팁 100이 굽혀지는 각 θ3은 터치패널 P의 표면을 기준으로 35°이다.

여기서, 연결부재 105의 지름 Ø2는 Ø1.5mm 내지 Ø2.5mm이고, 조절부재 109의 높이 H2는 1mm 내지 1.4mm이다.

또한, 도 6a에 도시된 바와 같이, 상기 연결부재 105의 외주연에는 상기 팁 100의 굽힘탄성에 의한 만곡율을 조절하는 링형상의 조절부재 109가 복수개 포함되어 있다.

이때, 도 6b에 도시된 바와 같이 조절부재 109가 포함된 팁 100이 굽혀지는 각 θ3은 터치패널 P의 표면을 기준으로 50° 내지 60°이다. 이때, 복수개의 조절부재 109의 사이 간격 H3은 0.6mm 내지 0.8mm이다.

이처럼, 상기 연결부재 105의 외주연에 복수개의 조절부재 109가 포함되어 터치펜 10을 파지하는 각과 유사한 굽힙각을 제공받고 충분한 가압력이 확보되며 복원반발력을 제안하여 정확하고 신속하게 터치할 수 있다.

즉, 정전식 터치펜용 팁 100은 상기 연결부재 105의 외주연에 링형상의 조절부재 109가 적어도 하나 이상 포함되어, 굽힘탄성에 의해 변형되는 팁 100의 만곡율을 조절하는 조절부재 109를 포함시켜 터치패널 P의 표면과 터치펜 10의 정교한 접촉이 가능하도록 하여, 사용자의 손크기 및 가압하는 힘에 따라 다양한 종류의 펜으로 제조가 가능해 호환성이 향상된다.

본 발명의 변형예에 따른 정전식 터치펜용 팁 100은 도 7에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 접촉부재 103와 조절부재 109의 상부 모서리를 라운드처리하고 접촉부재 103와 조절부재 109를 상하 이음 결합시킨 것을 더 포함한다.

이와 같이, 접촉부재 103와 복수개의 조절부재 109가 상호 이음연결되어, 연결부재 105로 연결되는 팁 100보다 변형률이 낮아지게 되어, 반복적인 굽힘운동에 의해 발생하는 크랙을 막아주게 되어 내구성이 향상된다.

한편, 팁 100의 상부면에는 삽입부재 110가 일체로 형성되어 상기 정전식 터치펜 10의 개구된 하부에 끼움 고정된다. 터치펜 10의 개구된 내주연에는 복수개의 체결돌기 11가 형성되고, 삽입부재 110의 외주연에는 체결돌기 11에 대응되게 끼움 결합되는 체결홈 110a이 형성되어 억지끼움 방식으로 결합이 가능하다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
P : 터치패널 10 : 정전식 터치펜
100 : 팁 101 : 입력면
103 : 접촉부재 105 : 연결부재
107 : 결합부재 109 : 조절부재
110 : 삽입부재

Claims (7)

1. 정전용량 방식이 적용된 터치패널의 표면에 접촉되어 정보를 입력하기 위한 정전식 터치펜용 팁에 있어서,
   상기 정전식 터치펜에 일측이 결합되고 터치패널의 표면과 접촉되는 입력면이 형성된 팁으로 이루어져,
   상기 터치패널의 표면과 입력면이 평행을 이루지 않으면서 접촉 시 굽힘탄성을 갖는 팁이 만곡된 곡률을 갖으며 변형되어 터치패널 표면과 입력면이 평행을 이루며 접촉되고, 상기 터치패널과 입력면의 접촉이 해제되면 팁의 형상이 원상태로 복원되는 것을 특징으로 하는 정전식 터치펜용 팁.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 팁은 터치펜과 결합되는 결합부재와 입력면이 하부면에 형성된 접촉부재가 상하 이격되게 마련되며 상기 결합부재와 접촉부재를 일체로 연결하는 연결부재로 이루어지되, 상기 연결부재는 접촉부재의 폭보다 작게 형성시킨 것을 특징으로 하는 정전식 터치펜용 팁.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 연결부재의 외주연에는 상기 팁의 만곡율을 조절하는 조절부재가 적어도 하나 이상 형성된 것을 포함하는 정전식 터치펜용 팁.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 접촉부재의 상부 모서리를 라운드처리 한 것을 더 포함하는 정전식 터치펜용 팁.
   
5. 제3항에 있어서,
   상시 조절부재의 상부 모서리를 라운드처리 한 것을 더 포함하는 정전식 터치펜용 팁.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 팁의 상부면에 삽입부재가 일체로 형성되어 상기 정전식 터치펜의 개구된 하부에 끼움 고정되도록 한 것을 더 포함하는 정전식 터치펜용 팁.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 팁은 도전성 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 정전식 터치펜용 팁.

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