KR101218760B1 - 연필심을 이용한 정전식 터치펜 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연필심의 파손을 방지하는 연필보호캡에 터치펜을 결합하더라도 유도전류(誘導電流)에 의한 전하(電荷)가 발생되어 정전식 터치펜으로 사용할 수 있도록 한 연필심을 이용한 정전식 터치펜에 관한 것이다.
전술한 본 발명의 특징은, 반구형의 도전고무 팁(20)을 갖는 정전식 터치펜(2)에 있어서, 상기 도전고무 팁(20)의 하부 내주면에는 금속제의 커플링(21)의 상부가 결합되고, 상기 금속제의 커플링(21)의 하부 외주면에는 하부에 에어가 출입할 수 있는 에어출입공(22a)을 갖는 도전고무 튜브(22)의 상부가 결합되어 내부에 에어쿠션실(23)을 형성되게 정전식 터치펜(2)이 구성되며, 연필(1)에 끼워지어 연필심(1a)을 보호할 수 있는 보호캡(10)이 형성되고, 보호캡(10)의 상부에 상기 정전식 터치펜(2)의 도전고무 튜브(22)가 내입되게 결합되어 보호캡(10)에 끼워지는 연필(1)의 연필심(1a) 단부가 도전고무 튜브(22)의 하단부가 밀착되어 도전고무 팁(20), 금속제의 커플링(21), 도전고무 튜브(22) 및 연필심(1a)이 도전성으로 연결되어 유도기전력이 발생되게 구성됨을 특징으로 하는 연필심을 이용한 정전식 터치펜에 의하여 달성될 수 있는 것이다.

Description

연필심을 이용한 정전식 터치펜{Capacitive touch pen using pencil lead}

본 발명은 연필심을 이용한 정전식 터치펜에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 연필심의 파손을 방지하는 연필보호캡에 터치펜을 결합하더라도 유도전류(誘導電流)에 의한 전하(電荷)가 발생되어 정전식 터치펜으로 사용할 수 있도록 한 연필심을 이용한 정전식 터치펜에 관한 것이다.

일반적으로 터치펜(touch pen)은 휴대전화, 노트북, PMP(portable multimedia player), 디지털 카메라, 캠코더, 네비게이션과 같은 전자제품들의 터치스크린을 가볍게 터치하여 기기(機械)들을 작동시키고 사용할 수 있도록 한 것으로 정전식 및 감압식 터치펜이 주로 사용된다.

이중에서 정전식 터치펜은 스크린 표면의 전하(전류의 흐름)를 감지하기 위하여 도전성(導電性) 물질이 포함된 고무캡과 인체에 흐르는 미세 전류를 전도(電導)하기 위한 금속(金屬) 몸체로 구성된다.

이와 같은 정전식 터치펜에는 도전성 고무로 구성된 반구형 팁이 많이 사용된다.

그러나, 전술한 반구형(半球形) 고무 팁은 내부가 빈 중공(中空) 상태에서 눌려지면서 스크린을 터치하여 정전용량이 변화되는 것이므로 강한 힘을 주면 팁이 심하게 변형되어 정확한 접촉이 이루어지지 않고 에러가 발생되었을 뿐 아니라 장기간 사용하면 복원력이 저하되어 필기 작업의 효율이 떨어지므로 터치펜의 수명이 단축되었다.

물론, 경우에 따라서는 팁의 내부에 스프링과 같은 탄성체를 설치하거나 금속 볼이나 금속 작동봉을 장착하여 반구형 팁을 지지하는 기술이 제안된 바 있으나, 이들 구성들도 팁이 옆으로 휘면서 찌그려지는 문제점을 완벽하게 해소시킬 수 없었다. 또한, 별도의 부품을 사용함에 따라 전체적인 제조원가가 높아지고 조립작업에 시간이 늘어나는 등의 폐단이 발생되었다.

또한 연필은 글을 쓰기 위한 필기구로 필통 내에 다수개의 연필을 보관한 후 필요에 따라 연필을 꺼내어 사용하고 다시 필통에 보관되거나 책상 위에 그대로 방치되는 경우가 있었다. 그러나, 이렇게 심이 드러난 연필심은 약하고 뾰족하여 책상 등에서 굴러다니다가 외부의 충격에 의해 쉽게 부러지는 불편함이 있었고, 뾰족한 연필심으로 인하여 안전사고가 발생하는 문제점이 있었다.

이와 같은 안전사고의 문제점으로서 외국에서는 안전사고를 예방하기 위하여 연필에 보호캡을 씌우는 것을 의무화하고 있는 실정이다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 그 목적은 연필심의 파손을 방지하는 연필보호캡에 터치펜을 적용하여 터치펜 내부에 에어쿠션실을 형성하여 반구형 팁이 심하게 변형되거나 양측으로 휘어지면서 찌그려지는 등의 폐단이 방지되며, 제품을 다양화시키고 제조원가를 절감시킬 수 있는 연필심을 이용한 정전식 터치펜을 제공함에 있는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 연필(1)에 끼워지어 연필심(1a)을 보호할 수 있는 보호캡(10)이 형성되고, 보호캡(10)의 상부에 반구형의 도전고무 팁(20)을 갖는 정전식 터치펜(2)에 있어서, 상기 도전고무 팁(20)의 하부 내주면에는 금속제의 커플링(21)의 상부가 결합되고, 상기 금속제의 커플링(21)의 하부 외주면에는 하부에 에어가 출입할 수 있는 에어출입공(22a)을 갖는 도전고무 튜브(22)의 상부가 결합되어 내부에 에어쿠션실(23)을 형성되게 정전식 터치펜(2)이 구성되며, 상기 보호캡(10)의 상부에 상기 정전식 터치펜(2)의 도전고무 튜브(22)가 내입되게 결합되어 보호캡(10)에 끼워지는 연필(1)의 연필심(1a) 단부가 도전고무 튜브(22)의 하단부가 밀착되어 도전고무 팁(20), 금속제의 커플링(21), 도전고무 튜브(22) 및 연필심(1a)이 도전성으로 연결되어 유도기전력이 발생되게 구성됨을 특징으로 하는 연필심을 이용한 정전식 터치펜에 의하여 달성될 수 있는 것이다.

이상에서 상술한 바와 같은 본 발명은, 도전고무 팁(20), 금속제 커플링(21), 도전고무 튜브(22)와 연필심(1a)으로 유도전류에 의한 전하(電荷)를 발생시키는 간단한 구조에 의하여 연필(1)과 터치펜(2)이 간편하게 조립되어 제조원가가 낮게 유지되고 기존의 연필에 적용할 수 있고, 연필 겸용 터치펜의 색상과 무늬를 다양하게 형성할 수 있는 것이므로 다양한 캐릭터의 제품을 생산할 수 있는 것으로서 소비자의 특성과 요구조건에 충족하는 다양한 제품의 정전식 터치펜을 제공할 수 있는 등의 이점이 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예를 예시한 분리사시도,
도 2는 본 발명의 일실시예를 예시한 사시도,
도 3은 본 발명의 일실시예를 예시한 단면도,

이하, 상기한 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지는 도 3에서 도시한 바와 같이, 반구형의 도전고무 팁(20)을 갖는 정전식 터치펜(2)을 구성한다.

상기 도전고무 팁(20)은 스마트폰과 같은 터치스크린에 탄력적으로 접촉되어 살짝 눌려지면서 전하(轉荷)를 발생시켜 스크린이 작동된다. 팁(20)은 도전성물질이 함유된 반구형 고무팁으로 구성되어 유연성이 있는 소재로 구성되어 있다.

물론 전술한 구성의 정전식 터치펜은 이미 알려진 바 있는 공지의 기술이다. 그러나, 본 발명의 중요한 특징은 팁의 내부에 지지봉이 형성되어 팁이 심하게 변형되거나 양쪽으로 휘어지는 등의 폐단을 방지할 수 있도록 한 것에 있다.

상기 도전고무 팁(20)의 하부 내주면에는 금속제의 커플링(21)의 상부를 결합한다.

상기 금속제의 커플링(21)의 하부 외주면에는 하부에 에어가 출입할 수 있는 에어출입공(22a)을 갖는 도전고무 튜브(22)의 상부를 결합하여 내부에 에어쿠션실(23)을 형성하여 정전식 터치펜(2)을 구성한다.

또한 연필(1)에 끼워지어 연필심(1a)을 보호할 수 있는 보호캡(10)을 형성하고, 보호캡(10)의 상부에 상기 정전식 터치펜(2)의 도전고무 튜브(22)를 내입하여 결합한다.

상기 보호캡(10)에 끼워지는 연필(1)의 연필심(1a) 단부가 도전고무 튜브(22)의 하단부가 밀착되게 구성한다.

따라서, 터치펜의 팁(20)을 터치스크린에 접촉하여 눌러주면 팁(20)의 에어쿠션실(23)의 에어가 에어출입공(22a)으로 빠지면서 수직방향으로 눌려지고 신속하게 복원되는 것이므로 반구형의 팁(20)이 심하게 변형되는 폐단이 방지되고 수직 방향으로만 눌려져 양측으로 휘어지면서 찌그려지는 등의 종래 제반문제점이 완벽하게 해소되어 팁(20)의 손상을 효과적으로 방지할 수 있을 뿐 아니라 팁(20)이 안정적으로 스크린에 접촉되어 기기가 정확하게 작동되는 것이므로 대외 경쟁력이 우수한 고품질의 터치펜을 제공할 수 있는 것이다.

여기서 카본으로 구성된 도전고무 팁(20), 금속제 커플링(21), 도전고무 튜브(22) 및 연필심(1a)이 서로 연결되어 도전고무 팁(20), 금속제 커플링(21), 도전고무 튜브(22) 및 연필심(1a)이 함께 유도전류에 의한 전하(電荷)를 발생시킬 수 있게 한 것이다.

상기 도전고무 팁(20), 금속제 커플링(21), 도전고무 튜브(22) 및 연필심(1a)은 휴대폰 등의 전류를 유도하여 수신하는 안테나 역할과 순간적으로 전류를 충전하여 저장하는 역할을 한다. 따라서 터치펜(2)을 스크린에 접촉시키면 휴대폰 등의 전류가 유도 및 충전되어 터치펜(2)에 전하(電荷)가 발생되어 휴대폰 등이 작동되는 것이므로 매우 간단한 구조에 의하여 비전도성 필기구에 터치펜을 결합하여 사용하더라도 휴대폰 등을 간편하게 조작할 수 있는 것이다.

상기 금속제 커플링(21), 도전고무 튜브(22) 및 연필심(1a)은 단극유도(unipolar induction) 원리에 의하여 터치펜(2)에 유도전류에 의한 전하가 생성된다.

즉, 단극유도는 유전체(誘電體)인 금속 원통(中空圓筒)을 축방향의 자기장 속에서 회전시키면, 원통 내에서 유도기전력이 발생되어 반지름 방향의 분극(分極)이 형성되어 유도전류가 흐르는 현상으로 이때 발생되는 유도기전력은 유전체 원통 내의 자기력선속을 φ, 회전축의 각속도를 ω라고 하면, 유도되어 발생하는 전압 V=φω/2π(MKSA 단위계)가 된다.

한편 도전고무 팁(20)과 금속제 커플링(21)사이에 도전고무로 만들어지는 다양한 형태의 캐릭터 장신구를 결합하여 구성할 수도 있다.

전술한 구성으로 이루어진 본 발명은, 연필(1), 터치펜(2)과의 조립이 간단하면서도 제조원가가 낮게 유지되고 기존의 필기구에 간단하게 적용할 수 있는 것이므로 필기구 겸용 터치펜의 대외 경쟁력을 최대한 높여줄 수 있는 것이다.

따라서, 필기구 겸용 터치펜의 색상과 무늬를 다양하게 형성할 수 있는 것이므로 다양한 캐릭터의 제품을 생산할 수 있고, 별도의 금형을 제작하지 않더라도 기존의 필기구에 간단하게 결합하여 사용할 수 있는 것으로서 소비자의 특성과 요구조건에 충족하는 다양한 제품의 필기구 및 터치펜을 제공할 수 있는 등의 이점이 있는 것이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

1 : 연필
1a : 연필심
2 : 터치펜
10 : 보호캡
20 : 도전고무 팁
21 : 커플링
22 : 도전고무 튜브
22a : 에어출입공
23 : 에어쿠션실

Claims (1)

1. 연필(1)에 끼워지어 연필심(1a)을 보호할 수 있는 보호캡(10)이 형성되고, 보호캡(10)의 상부에 반구형의 도전고무 팁(20)을 갖는 정전식 터치펜(2)에 있어서,
   상기 도전고무 팁(20)의 하부 내주면에는 금속제의 커플링(21)의 상부가 결합되고, 상기 금속제의 커플링(21)의 하부 외주면에는 하부에 에어가 출입할 수 있는 에어출입공(22a)을 갖는 도전고무 튜브(22)의 상부가 결합되어 내부에 에어쿠션실(23)을 형성되게 정전식 터치펜(2)이 구성되며, 상기 보호캡(10)의 상부에 상기 정전식 터치펜(2)의 도전고무 튜브(22)가 내입되게 결합되어 보호캡(10)에 끼워지는 연필(1)의 연필심(1a) 단부가 도전고무 튜브(22)의 하단부가 밀착되어 도전고무 팁(20), 금속제의 커플링(21), 도전고무 튜브(22) 및 연필심(1a)이 도전성으로 연결되어 유도기전력이 발생되게 구성됨을 특징으로 하는 연필심을 이용한 정전식 터치펜.
   

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