KR101164861B1 - 진동기능을 갖는 터치 스크린 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진동기능을 갖는 터치 스크린에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스크린 부재에 터치패드가 형성되어 이 터치패드를 터치하여 제어부에 신호를 인가하도록 구성된 것으로, 특히 터치패드의 터치과정에 진동을 발생시켜 터치를 통한 신호의 입력여부가 촉각을 통해서 인지될 수 있도록 구성한 진동기능을 갖는 터치 스크린에 관한 것이다.

Description

진동기능을 갖는 터치 스크린{Touch screen with vibrating function}

본 발명은 진동기능을 갖는 터치 스크린에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스크린 부재에 터치패드가 형성되어 이 터치패드를 터치하여 제어부에 신호를 인가하도록 구성된 것으로, 특히 터치패드의 터치과정에 진동을 발생시켜 터치를 통한 신호의 입력여부가 촉각을 통해서 인지될 수 있도록 구성한 진동기능을 갖는 터치 스크린에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 터치를 통해 제어부에 신호를 인가하는 터치 스크린은, 영상을 재생하는 스크린의 상부에 터치패드를 형성하여, 터치패드의 국부적인 터치를 통해 신호의 입력을 도모하는 것이다.

이러한 터치 스크린은, 키보드나 마우스 등과 달리 외부에 별도의 설치공간이나 시설을 요하지 아니하고, 또 스크린 부재에 디스플레이되는 화면정보에 따라 단순 터치하여 신호를 입력하므로, 남녀노소 누구나 손쉽게 사용할 수 있는 이점을 갖고 있다.

이에 따라, 상기 터치 스크린은 키오스크나, ATM, 컴퓨터를 비롯하여, 최근에는 휴대 단말기나 PDA 등 소형의 전자제품에도 널리 활용되고 있으며, 앞으로 더욱 많은 분야 및 제품에 활용될 것으로 예상된다.

그러나, 상기 터치 스크린은 시각을 통해 인지 가능한 화면정보를 제공하는 관계로, 사용자는 시각을 통해 화면정보를 수득하여 터치패드의 해당 영역을 터치하여 신호를 입력하며, 특히 터치를 통한 신호의 입력 여부가 화면정보를 통해 제공되므로 시각이 불편한 장애우가 이를 정확하게 사용하기 어렵다.

물론, 최근에는 음성 등 청각신호를 통해 터치를 통한 신호의 입력여부를 제공하도록 구성하고 있으나, 상기 청각신호는 그 특성상 사용자뿐 아니라 제 3자가 인식할 수 있어서, 개인정보가 무단 누출 등 다양한 사회적 문제점이 야기될 수도 있다.

상기한 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 터치패드의 터치를 통한 신호의 입력 여부가 촉각을 통해 인지 가능하도록 구성하여, 터치에 따른 입력여부를 청각신호로 통지함에 따른 정보의 유출 등을 차단하여 보다 안정된 보안성을 갖도록 한 진동기능을 갖는 터치 스크린에 관한 것이다.

상기한 목적은, 본 발명에서 제공되는 하기 구성에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 진동기능을 갖는 터치 스크린은,

영상을 디스플레이하는 스크린 부재의 표면에, 터치에 따라 제어부에 입력신호를 인가하는 터치패드가 형성된 터치 스크린에 있어서,

상기 스크린 부재에는, 전류 공급에 의해 진동자를 진퇴시켜 진동을 생성하는 진동 스피커형 엑츄에이터가 설치되어, 이 진동 스피커형 엑츄에이터에서 생성된 진동에 의해 스크린 부재가 진동하도록 구성되어서,

사용자가 터치패드를 터치하여 신호를 입력하면 제어부는 진동 스피커형 엑츄에이터에 전류를 공급하여 진동자의 진퇴를 통해 진동을 생성하여 스크린 부재를 진동시킴으로써, 터치패드의 터치를 통한 신호의 입력상태가 촉각을 통해 인지되도록 구성한 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 진동 스피커형 엑츄에이터는, 영구 자석부가 형성된 하우징과; 보이스 코일을 갖는 진동자; 및 상기 하우징에 진동자를 탄력적으로 고정하는 탄성패드를 포함하여 구성되어, 상기 진동자의 보이스 코일에 전류가 공급되면 플레밍의 왼손법칙에 의해 진동자는 진퇴하여 탄성패드를 진동시키고 이 진동은 하우징을 통해 스크린 부재로 전달되어서, 진동자의 진퇴에 의해 생성된 진동에 의해 스크린 부재가 진동하도록 구성된다.

보다 바람직하게는, 상기 스크린 부재의 가장자리에는 진동 플레이트가 형성되고, 진동 스피커형 엑츄에이터는 진동 플레이트를 스크린 부재에 고정되도록 구성되는 한편, 상기 진동 플레이트는 진동 스피커형 엑츄에이터의 하우징을 통해 인가되는 진동에 의해 공진하여 공기를 진동시켜 음향을 생성하도록 구성된다.

그리고, 상기 진동 플레이트에는 복수의 진동 스피커형 엑츄에이터가 방사구조로 배치되고, 이들 각 진동 스피커형 엑츄에이터는 제어부로부터 개별적으로 전류를 인가받아 진동을 생성하도록 구성되어, 제어부는 각 진동 스피커형 엑츄에이터에 공급되는 전류량을 조절하여 스크린 부재에 형성되는 진동 분포를 변경하도록 구성된다.

전술한 바와 같이 본 발명에서는 스크린 부재에 플레밍의 왼손법칙에 의해 진동을 생성하는 진동 스피커형 엑츄에이터를 마련하여, 터치패드의 터치를 통한 신호의 입력상태가 촉각을 통해 인지되도록 구성한 터치 스크린을 제안하고 있다.

이와 같이 촉각을 통해 터치 스크린의 입력상태가 인지 가능하면, 시각이 불편한 시각 장애우도 터치패드의 터치에 따른 진동패턴을 촉각을 통해 인지하여, 신호의 입력 여부를 외부 노출 없이 안정되게 열람할 수 있다.

그리고, 상기 터치 스크린의 진동을 구현하는 진동 스피커형 엑츄에이터는, 제어부를 통해 인가되는 전류의 세기와 주파수에 따라 스크린 부재에 다양한 진동패턴을 형성하므로, 점자와 같이 진동패턴의 변화를 통한 촉각신호로 이루어진 다양한 안내 정보를 시각 장애우 등의 사용자에게 제공할 수 있다.

특히, 진동 스피커형 엑츄에이터는 진동 플레이트를 공진시켜 음향을 출력하게 되므로, 별도의 음성 안내수단인 스피커를 별도 마련할 필요성이 존재하지 아니하므로, 터치 스크린을 포함하여 구성되는 장치의 구성 및 구조가 간소화 될 수 있다.

도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 진동기능을 갖는 터치 스크린의 조립 상태도이고,
도 2는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 진동기능을 갖는 터치 스크린의 전체 구성을 보여주는 것이며,
도 3은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 진동기능을 갖는 터치 스크린에 있어, 진동패턴의 분포상태를 보여주는 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 진동기능을 갖는 터치 스크린을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 진동기능을 갖는 터치 스크린의 조립 상태도이고, 도 2는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 진동기능을 갖는 터치 스크린의 전체 구성을 보여주는 것이며, 도 3은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 진동기능을 갖는 터치 스크린에 있어, 진동패턴의 분포상태를 보여주는 것이다.

본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 진동기능을 갖는 터치 스크린(1)은, 도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이 스크린 부재(10)의 표면에 터치패드(20)가 형성된 구조로 이루어져, 사용자가 손가락 등의 신체나 스타일러스 펜 등을 통해 터치패드(20)를 물리적으로 터치하면, 제어부(30)는 이를 감지하여 입력신호를 생성한다.

본 발명에서는 이러한 터치 스크린(1)에, 제어부(30)에 의한 전류공급에 의해 진동을 생성하는 엑츄에이터를 부가하여, 이 엑츄에이터에서 생성된 진동에 의해 터치패드를 안착한 스크린 부재가 소정의 패턴으로 진동하도록 구성함으로써, 터치패드의 터치를 통한 신호의 입력상태를 사용자가 촉각을 통해 인지되도록 하고 있다.

이를 위해 본 실시예에서는 상기 터치 스크린(1)에, 전류 공급에 의해 진동자를 진퇴시켜 진동을 생성하는 진동 스피커형 엑츄에이터(40)를 스크린 부재(10)에 설치하고 있다.

그리고, 상기 진동 스피커형 엑츄에이터(40)는 기본적으로 영구 자석부(41b)가 형성된 하우징(41)과; 보이스 코일(42a)을 갖는 진동자(42); 및 상기 하우징(41)과 진동자(42)를 탄력적으로 연결하는 탄성패드(43)를 포함하여 구성된다.

바람직한 실시예를 보여주는 도면을 보면, 상기 하우징(41)에 형성된 중공부(41a)에, 보이스 코일(42a)을 갖는 진동자(42)를 수용시키고, 강판으로 이루어진 탄성패드(43)를 통해 진동자(42)의 저면과 하우징(41)의 저면 상호 연결하고 있다.

따라서, 상기 진동자의(42) 보이스 코일(42a)에 전류가 공급되면 플레밍의 왼손법칙에 의해 진동자(42)는 상하 진퇴하여 탄성패드(43)를 진동시키고, 이러한 진동은 하우징(41)을 통해 스크린 부재(10)로 전달되어 진동자(42)의 진퇴에 의해 생성된 진동에 의해 스크린 부재(10)의 진동이 이룩된다.

이때, 상기 진동의 진폭 및 주기를 포함하는 스크린 부재(10)의 진동패턴은, 제어부(30)를 통해 보이스 코일(42a)로 인가되는 전류의 인가되는 전류의 세기 및 주파수에 따라 결정되므로, 이를 이용하여 스크린 부재(10)의 다양한 진동패턴을 형성할 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 이와 같이 구성된 진동 스피커형 엑츄에이터(40)를 스크린 부재(10)에 직접 고정하지 아니하고, 스크린 부재(10)의 외측에 형성되는 진동 플레이트(11)에 4개의 진동 스피커형 엑츄에이터(40)를 방사구조로 배치하여, 진동 스피커형 엑츄에이터(40)에서 생성된 진동이 진동 플레이트(11)를 통해 스크린 부재(10)에 전달되도록 하고 있다.

이와 같이 진동 스피커형 엑츄에이터(1)를, 진동 플레이트(11)를 통해 스크린 부재(10)에 고정하면, 상기 진동 플레이트(11)는 진동 스피커형 엑츄에이터(40)의 하우징(41)을 통해 인가되는 진동에 의해 공진하여 공기를 진동시켜 음향을 생성할 수 있다.

즉, 상기 진동 플레이트(11)는 진동 스피커형 엑츄에이터(40)를 스크린 부재(11)에 고정하는 연결기능과, 진동 스피커형 엑츄에이터(40)에서 생성된 진동에 의해 공진하여 공기와의 진동을 통해 음향을 생성하는 떨림판의 기능을 동시에 수행한다.

이때 상기 진동 플레이트(11)는, 알루미늄이나 강판 등의 금속, 플라스틱 재질로 제작되며, 본 발명에서는 알루미늄으로 이루어진 진동 플레이트를 설치하여, 진동 스피커형 엑츄에이터가 알루미늄 재질로 이루어진 진동 플레이트의 진동에 적합한 주파수의 진동을 생성하여, 이 진동에 의해 진동 플레이트가 공진하여 음향을 생성하도록 하고 있다.

이와 같이 진동 스피커형 엑츄에이터(40)와 진동 플레이트(11)의 유기적인 조합을 통해 음향이 생성되도록 구성하면, 음향의 출력을 위한 전용의 스피커의 설치가 요구되지 아니하므로 결과적으로 터치 스크린을 구비한 장치들의 구조가 간소화될 수 있다.

이와 더불어, 본 실시예에서는 상기 진동 플레이트(11)에는 복수의 진동 스피커형 엑츄에이터(40)를 방사구조로 배치하고, 이들 각 진동 스피커형 엑츄에이터(40)는 제어부(30)로부터 개별적으로 전류를 인가받아 진동을 생성하도록 하고 있다.

이와 같이 구성하면, 각 진동 스피커형 엑츄에이터(40)는 제어부(30)로부터 개별적으로 인가되는 전류에 따라 독립적인 진동을 생성하여 스크린 부재(10)에 인가하게 된다.

이에 따라, 각 진동 스피커형 엑츄에이터(40)로부터 생성되어 스크린 부재(10)에 각각 인가된 진동들은, 결과적으로 스크린 부재(10)에서 상호 융합된 상태를 이루어 진동하므로, 이들 각 진동 스피커형 엑츄에이터(40)에서 생성되는 진동의 진폭과 주기를 조절하여 스크린 부재(10)의 각 부위에 각기 다른 진폭과 주기를 포함하는 진동패턴의 진동을 형성할 수 있다.

이와 더불어, 본 실시예에서는 이러한 진동기능을 갖는 터치 스크린에 적용 가능한 신호 입력방법을 제안하여, 화면 식별이 어려운 시각 장애우도 터치를 통해 숫자나 문자나 부호 등의 소정의 입력신호를 간편하고 정확하게 입력 할 수 있도록 하고 있다.

본 실시예에 따르면 상기 신호 입력방법은, 기본적으로 최초 사용자가 터치 스크린의 일지점을 임으로 터치하면, 제어부는 스크린 부재에 임의 터치지점을 상대 기준점으로 한 키패드를 가상으로 형성하고, 이후 사용자가 최초 터치 지점을 기준으로 키패드의 소정영역을 터치하여 입력신호를 입력하도록 구성한 것이다.

그리고, 이러한 신호 입력방법을 통한 입력신호의 입력과정 중에, 진동 스피커형 엑츄에이터는 제어부의 제어에 의해 사용자에 의해 터치되는 위치에 따라 서로 다른 진동을 발생시켜, 사용자가 촉각을 통해 입력신호의 정상적인 입력 여부를 확인하도록 한다.

예컨대, 사용자가 최초 터치 스크린의 일지점을 터치하면, 제어부는 이 터치지점을 상대 기준점으로 한 키패드를 스크린 부재에 가상으로 형성하며, 상기 키패드가 도 4에서 보는 바와 같이 숫자판인 경우 통상 상대 기준점은 5가 된다.

이후, 사용자가 2를 입력하고자 최초 터치한 지점에서 아래의 영역을 터치하면, 제어부는 진동 스피커형 엑츄에이터를 구동시켜 200ms 길이의 진동을 2회 발생시키고, 또 8을 입력하고자 최초 터치한 지점에서 윗 영역을 터치하면 제어부는 진동 스피커형 엑츄에이터를 구동시켜 500ms 길이의 진동과 200ms의 길이로 이루어진 진동을 3회 발생시킨다.

따라서, 시각이 불편한 장애우도 이러한 입력 과정을 반복 수행함으로써, 숫자나 문자 또는 기호 등을 터치 스크린 장치에 정확하고 간편하게 입력할 수 있다.

1. 터치 스크린
10. 스크린 부재 11. 진동 플레이트
20. 터치패드 30. 제어부
40. 진동 스피커형 엑츄에이터
41. 하우징 41a. 중공부
41b. 영구 자석부 42. 진동자
42a. 보이스 코일 43. 탄성패드

Claims (4)

1. 영상을 디스플레이하는 스크린 부재의 표면에, 터치에 따라 제어부에 입력신호를 인가하는 터치패드가 형성된 터치 스크린에 있어서,
   상기 스크린 부재에는, 전류 공급에 의해 진동자를 진퇴시켜 진동을 생성하는 진동 스피커형 엑츄에이터가 설치되어, 이 진동 스피커형 엑츄에이터에서 생성된 진동에 의해 스크린 부재가 진동하도록 구성되어서,
   사용자가 터치패드를 터치하여 신호를 입력하면 제어부는 진동 스피커형 엑츄에이터에 전류를 공급하여 진동자의 진퇴를 통해 진동을 생성하여 스크린 부재를 진동시킴으로써, 터치패드의 터치를 통한 신호의 입력상태가 촉각을 통해 인지되도록 구성되고,
   상기 진동 스피커형 엑츄에이터는, 영구 자석부가 형성된 하우징과; 보이스 코일을 갖는 진동자; 및 상기 하우징에 진동자를 탄력적으로 고정하는 탄성패드를 포함하여 구성되어, 상기 진동자의 보이스 코일에 전류가 공급되면 플레밍의 왼손법칙에 의해 진동자는 진퇴하여 탄성패드를 통해 진동을 생성하고, 이 진동은 하우징을 통해 스크린 부재로 전달되어 진동자의 진퇴에 의해 생성된 진동에 의해 스크린 부재가 진동하도록 구성되는 한편, 상기 스크린 부재의 가장자리에는 진동 플레이트가 형성되고,
   진동 스피커형 엑츄에이터는 진동 플레이트를 스크린 부재에 고정되고, 상기 진동 플레이트는 진동 스피커형 엑츄에이터의 하우징을 통해 인가되는 진동에 의해 공진하여 공기를 진동시켜 음향을 생성하도록 구성되어, 진동 스피커형 엑츄에이터에 의해 음향 신호와 촉각 신호가 함께 출력되도록 구성하고,
   상기 진동 플레이트에는 복수의 진동 스피커형 엑츄에이터가 방사구조로 배치되고, 이들 각 진동 스피커형 엑츄에이터는 제어부로부터 개별적으로 전류를 인가받아 진동을 생성하도록 구성되는 한편,
   상기 제어부는 각 진동 스피커형 엑츄에이터에 공급되는 전류량을 조절하여 스크린 부재에 형성되는 진동 분포를 변경하도록 구성된 것을 특징으로 하는 진동기능을 갖는 터치 스크린.
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