KR101272340B1

KR101272340B1 - 입력장치 및 이를 구비하는 휴대용 전자기기

Info

Publication number: KR101272340B1
Application number: KR1020070006714A
Authority: KR
Inventors: 이경환
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2007-01-22
Filing date: 2007-01-22
Publication date: 2013-06-05
Also published as: KR20080069082A

Abstract

본 발명은 입력장치 및 이를 구비하는 휴대용 전자기기에 관한 것으로, 베이스; 상기 베이스와 대면한 상태로 상대 이동 가능하게 연결되는 조작 부재; 상기 베이스와 조작 부재의 마주하는 면들 중 어느 하나에 요철 형태로 형성되는 유도 부재; 상기 베이스와 조작 부재의 마주하는 면들 중 다른 하나에 상기 유도 부재의 요철 방향을 따라 이동 가능하게 장착되어, 상기 조작 부재의 이동시 상기 요철을 거쳐 이동하는 이동 부재; 및 상기 유도 부재에 인접하게 배치되어, 상기 이동 부재가 상기 유도 부재를 거침을 감지하여 입력 신호를 발생시키는 감지 부재를 포함하여 구성됨으로써, 신호 입력을 위한 입력 장치의 조작 시에 클릭감이 발생하게 한다.

Description

입력장치 및 이를 구비하는 휴대용 전자기기{INPUT DEVICE AND PORTABLE ELECTRONIC DEVICE HAVING THE SAME}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입력장치의 조립 상태를 설명하기 위한 사시도이고,

도 2는 도 1의 입력장치에 대한 분해 사시도이며,

도 3은 도 2의 라인(Ⅲ-Ⅲ)을 따라 취한 단면도이고,

도 4는 도 2의 입력장치에 의한 신호 입력 방식을 설명하기 위한 개념도이 고,

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 입력장치의 분해 사시도이고,

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전자기기를 설명하기 위한 사시도이며,

도 7은 도 6의 휴대용 전자기기의 분해 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 입력장치 110: 베이스

120: 조작 부재 130: 유도 부재

140: 이동 부재 150: 감지 부재

160: 누름 부재 200: 휴대용 전자기기

210: 본체

본 발명은 입력장치를 구비하는 휴대용 전자기기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자의 조작에 의해 휴대용 전자기기의 제어를 위해 입력되는 신호를 발생시키는 입력장치 및 이를 구비하는 휴대용 전자기기에 관한 것이다.

일반적으로 휴대용 전자기기는 사용자가 휴대할 수 있는 사이즈와 무게를 가지도록 제작되며, 전자부품들이 전자적으로 제어되어 소정의 기능을 수행하는 기기이다.

휴대용 전자기기가 소정의 기능을 수행하도록 하기 위하여, 통상적으로 사용자는 일정한 명령 또는 신호를 휴대용 전자기기에 입력하여야 한다. 이러한 신호의 입력을 위해서는 사용자는 특정한 키버튼 들을 누름 조작해야 하는 경우가 있다.

나아가, 복수의 명령들을 입력하고자 할 때, 사용자는 상기 키버튼 들을 상기 명령들에 대응하는 횟수만큼 눌러야 한다. 이는 사용자에게 번거로움을 유발한다.

따라서, 복수의 신호 입력을 간단한 조작으로 달성하기 위한 다양한 입력장치들에 대한 개발이 시도되고 있다.

상기와 같은 시도에 의하여 안출한 것으로서, 본 발명은 간단한 조작으로 복 수의 신호들을 연속 입력하면서도 각 신호 입력시마다 사용자가 클릭감을 얻을 수 있도록 하는 입력장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 내구성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 입력장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기와 같은 입력장치를 구비하여, 복수의 신호 입력이 간편하면서도 사용자가 신호 입력시에 클릭감을 갖게 하는 휴대용 전자기기를 제공함을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 입력장치는 베이스; 상기 베이스와 대면한 상태로 상대 이동 가능하게 연결되는 조작 부재; 상기 베이스와 조작 부재의 마주하는 면들 중 어느 하나에 요철 형태로 형성되는 유도 부재; 상기 베이스와 조작 부재의 마주하는 면들 중 다른 하나에 상기 유도 부재의 요철 방향을 따라 이동 가능하게 장착되어, 상기 조작 부재의 이동시 상기 요철을 거쳐 이동하는 이동 부재; 및 상기 유도 부재에 인접하게 배치되어, 상기 이동 부재가 상기 유도 부재를 거침을 감지하여 입력 신호를 발생시키는 감지 부재를 포함한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 휴대용 전자기기는 본체; 및 상기 본체에 장착되고, 상기 감지 유닛은 상기 제어 유닛과 전기적으로 연결되는 상기 입력 장치를 포함한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 입력장치 및 이를 구비하는 휴대용 전자기기에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입력장치(100)의 조립 상태를 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해 사시도이다.

도 1을 참조하면, 상기 입력장치(100)는 베이스(110)와 조작 부재(120)를 포함한다. 베이스(110)와 조작 부재(120)는 서로 상대적인 이동, 예를 들어 직선 또는 회전 이동이 가능하게 연결된다. 이들은 상기 이동을 위하여 다양한 형태를 가질 수 있다. 본 도면에서는 베이스(110)는 플레이트 형태로 형성되고, 조작 부재(120)는 상기 베이스(110)가 이루는 평면에 평행한 채로 회전 방향(R)을 따라 회전 이동이 가능한 원통 형태로 예시되어 있다.

이동 부재(120)의 상면(121)은 베이스(110)와 마주하지 않고 외부로 노출된다. 조작 부재(120)의 중앙에는 개구부(123)가 형성된다. 상기 개구부(123)에는 누름 부재(160)가 누름 방향(P)을 따라 누름 조작 가능하게 배치된다.

도 2를 참조하면, 베이스(110)의 상면(111)에는 대략 원형인 가이드 그루브(112)가 형성된다. 가이드 그루브(112)의 중앙에는 스위치(163)가 배치된다. 상기 스위치(163)는 누름 부재(160)의 몸체(161)에 의해 눌려져서 일정한 신호를 발생시킨다. 가이드 그루브(112)의 외측에는 유도 부재(130)와, 제1 및 제2 압력센서들(151 및 152)이 배열된다.

유도 부재(130)는 베이스(110)의 상면(111)에서 돌출한 형태의 유도 돌기이다. 유도 부재(130)는 가이드 그루브(112)와 동심원을 이루는 가상의 원형 궤적(T) 상에 배치된다. 유도 부재(130)의 적어도 일 측에는 감지 부재(150)가 배치된다. 도 2에서는 유도 돌기(130)의 양측에 제1 및 제2 압력센서들(151 및 152)이 배치된 형태가 예시되어 있다. 상기 제1 및 제2 압력센서들(151 및 152)은 역시 원형 궤적(T) 상에 위치하도록 배치된다.

조작 부재(120)의 배면(122){베이스(110)의 상면(111)과 마주하는 면} 측에는 개구부(123)에 연통되는 이동 슬롯(125)이 형성된다. 이동 슬롯(125)은 누름 방향(P, 도 1 참조)을 따라 형성되고, 이동 슬롯(125)에는 누름 부재(160)의 몸체(161)에서 돌출 형성된 슬라이더(162)가 슬라이딩 가능하게 삽입된다. 조작 부재(120)의 배면(122)에서는 가이드 돌기(126)가 돌출 형성된다. 가이드 돌기(126)는 베이스(110)의 가이드 그루브(122)에 슬라이딩 가능하게 삽입되어, 조작 부재(120)를 베이스(110)에 회전 가능하게 연결한다.

조작 부재(120)의 배면(122)에는 이동 부재(140)가 돌출 형성되게 배치된다. 이동 부재(140)는 다양한 갯수로 형성될 수 있다. 본 도면에서는 이동 부재(140)가 12개인 경우를 도시하고 있다. 12개의 이동 부재(140)들은 등 각도로 배치될 경우에 30도 간격으로 배치된다. 이동 부재(140)는 조작 부재(120)의 회전 이동에 따라 원형 궤적(T)을 따라 이동하면서 유도 부재(130) 및 감지 부재(150)를 거치게 된다.

도 3은 도 2의 라인(Ⅲ-Ⅲ)을 따라 취한 단면도이다. 본 도면을 참조하면, 이동 부재(140)는 작동홈(141)과, 작동로드(142) 및 탄성체(143)를 포함한다. 작동홈(141)은 배면(122)을 통해 외부와 연통되도록 조작 부재(120)에 형성된다. 작동로드(142)는 그 일단은 작동홈(141)을 통해 외부로 노출되나 길이방향으로 중간에 형성된 확장된 부분(142')가 작동홈(141)의 입구턱(141')에 걸려서 작동홈(141)에서 이탈하지는 않는다. 탄성체(143)는 작동로드(142)를 조작 부재(120)의 외부로 탄성적으로 가압하도록 작동홈(141)에 배치된다. 탄성체(143)는 작동로드(142)에 탄성력을 제공할 수 있는 것이면 어떤 것이나 가능하다. 본 도면에서는 탄성체(143)로서 압축 코일스프링을 예시하고 있다.

도 4는 도 2의 입력장치(100)에 의한 신호 입력 방식을 설명하기 위한 개념도이다. 사용자는 조작 부재(120)의 상면(121)에 손가락을 얹고 가압한 채로 조작 부재(120)를 회전 방향(R) 중 반 시계 방향을 따라 회전시킨다. 조작 부재(120)의 회전에 따라, 이동 부재(140)의 작동 로드(142)는 원형 궤적(T, 도 2 참조)을 따라 회전하게 된다.

작동 로드(142)는 상기 회전 중에 유도 돌기(130)와 만나, 유도 돌기(130)를 타고 넘어서게 된다. 작동 로드(142)가 유도 돌기(130)를 타고 넘는 순간에 작동 로드(142)는 유도 돌기(130)가 돌출한 방향을 따라 베이스(110)의 상면(111)으로부터 멀어지게 이동한다. 이러한 이동에 의해 탄성체(143)는 탄성적으로 압축된다.

작동 로드(142)가 유도 돌기(130)를 타고 넘어섬에 따라, 탄성체(143)에 저장된 탄성력은 작동 로드(142)가 제2 압력센서(152)를 일정 수준 이상의 힘으로 가압하게 한다. 그 결과로, 제2 압력센서(152)는 하나의 신호 입력을 획득하게 된다. 이동 부재(140)가 30도 간격으로 배치됨에 따라, 조작 부재(120)를 상기 반 시계 방향으로 계속해서 회전시키면 제2 압력센서(152)는 조작 부재(120)가 30도 회전할 때마다 다른 신호 입력들을 계속적으로 획득하게 된다.

작동 로드(142)가 유도 돌기(130)를 타고 넘기 전에 인접 또는 접촉하게 되는 제1 압력센서(152)는 작동 로드(142)에 의해 가해지는 힘이 상기 일정 수준에 도달하지 못하는 관계로 신호 입력을 획득하지는 못한다.

이상과 달리, 조작 부재(120)를 회전 방향(R) 중 시계 방향으로 회전시키게 되면, 작동 로드(142)가 유도 돌기(130)의 제2 압력센서(152) 측에서 제1 압력센서(151) 측으로 타고 넘어가게 된다. 그 결과로, 작동 로드(142)는 유도 돌기(130)를 타고 넘은 후에 제1 압력센서(151)를 일정 수준 이상의 힘으로 가압하게 된다.

이상과 같이, 조작 부재(120)를 회전형으로 구성함에 따라 조작 부재(120)를 일 방향으로 회전시키는 것만으로 연속적인 신호를 발생시킬 수 있다. 또한, 2 개의 압력센서들(151 및 152)을 각각 유도 돌기(130)의 양측에 배치함에 따라 조작 부재(120)가 어느 방향으로 회전하는지를 알 수 있게 된다. 이동 부재(140)가 유도 돌기(130)를 타고 넘는 과정을 거침에 따라서는, 신호 발생을 위한 조작 부재(120)의 회전 조작시에 사용자가 클릭감을 느낄 수 있게 된다. 나아가, 작동 로드(142)가 압력센서들(151 및 152)와 기계적으로 접촉함에 따라, 기구적인 내구성이 향상되고 복잡한 전기적 회로의 구성을 요하지 않게 된다.

본 실시예에서는 조작 부재(120)가 회전하는 형태를 예시하고 있으나, 조작 부재(120)가 베이스(110)와 대면한 채로 직선 왕복 이동하는 형태를 가져도 무방하다. 그 경우에는 원형 궤적(T)이 직선형 궤적이 되면서 유도 돌기(130)과, 제1 및 제2 압력센서들(151 및 152)이 상기 직선형 궤적을 따라 배치되면 될 것이다. 또한, 감지 부재(150)는 작동 로드(142)가 유도 돌기(130)를 타고 넘었을 감지할 수 있는 센서라면 족하기에, 반드시 제1 및 제2 압력센서들(151 및 152)과 같은 압력센서일 필요는 없다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 입력장치(100')의 분해 사시도이다. 본 실시예에서는 앞선 실시예와 동일한 구성에 대해서는 별도의 설명을 생략한다. 또한, 도면의 참조번호도 원용한다.

본 실시예에 있어서, 유도 부재(130')는 앞선 실시예와 달리 유도홈들(131' 및 132')의 형태를 가진다. 또한, 감지 부재(150')는 유도홈들(131' 및 132')에 배치되는 갭 센서들(gap sensors, 151' 및 152')이다.

이러한 구성에 따라, 조작 부재(120)의 회전 시에 작동 로드(142)는 유도홈들(131' 및 132')에 삽입되게 된다. 갭 센서들(151' 및 152')은 작동 로드(142)와의 근접된 거리를 감지하여 작동 로드(142)가 유도홈들(131' 및 132')에 삽입되었음을 인식하게 된다. 상기 인식에 따라, 하나의 신호 입력이 발생하게 된다.

두 개의 갭 센서들(151' 및 152') 중 어느 것이 먼저 작동 로드(142)를 감지하느냐에 따라 조작 부재(120)의 회전 방향까지도 판단이 가능하다.

본 실시예에에 따르면, 앞선 실시예에서와 같이 조작 부재(120)를 일 방향으로 회전시키는 간단한 동작으로 복수의 신호들을 계속적으로 발생시키는 것이 가능하다. 또한, 각 신호의 발생시에, 다시 말해서 작동 로드(142)가 유도홈들(131' 및 132')을 통과할 때마다 클릭감이 사용자에게 전달되는 이점도 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전자기기(200)를 설명하기 위한 사시도이다. 도 6에 예시된 휴대용 전자기기는 무선통신 모듈(미도시)을 구비하여 무선 통신을 가능하게 하는 이동통신 단말기이다. 그러나, 상기 이동통신 단말기는 휴대용 전자기기의 일 예로서 개시되었을 뿐, 본 발명이 그에 제한되는 것은 아니다. 본 발명이 적용될 수 있는 휴대용 전자기기의 다른 예로서, PDAs, 휴대용 게임기기, 휴대용 뮤직 플레이어, 휴대용 계산기 등도 고려될 수 있다.

도 6을 참조하면, 휴대용 전자기기(200)의 본체(210)에는 이상에서 설명한 입력장치(100)가 장착된다. 입력장치(100)의 조작 부재(120)와 누름 부재(160)는 본체(210)의 일 면과 동일한 높이를 가진 채로 외부로 노출된다.

본체(210)는 상부커버(211)와 하부커버(212)가 결합된 형태를 가진다. 상부커버(211) 측에는 복수의 키버튼들(221)과, 마이크(222), 그리고 출력 유닛으로서의 스피커(225) 및 디스플레이(226)가 배치된다. 하부커버(212) 측에는 배터리(223)가 착탈 가능하게 결합 된다.

도 7은 도 6의 휴대용 전자기기(200)의 분해 사시도이다. 도 7을 참조하면, 입력장치(100)는 조립부재(240)에 의해 인쇄회로기판(230)에 장착된다. 조작 부재(120)와 누름 부재(160)는 상부 커버(211)에 개구된 개구홀(227)을 통해 외부로 노출된다.

인쇄회로기판(230)에 장착된 제어 유닛(231)은 3 개의 접점들(232)과 전기적으로 연결된다. 상기 접점들(232)은 입력장치(100)의 제1 및 제2 압력센서들(151 및 152, 도 2 참조) 또는 제1 및 제2 갭센서들(151' 및 152', 도 5 참조)을 위한 2개의 접점들과, 누름 부재(160)의 스위치(163)을 위한 1개의 접점을 포함한다. 그 결과로, 제1 및 제2 압력센서들(151 및 152, 도 2 참조) 또는 제1 및 제2 갭센서 들(151' 및 152', 도 5 참조), 그리고 스위치(163)가 입력받은 신호들은 제어 유닛(231)에 전달되고, 그러한 신호에 근거하여 제어 유닛(231)은 디스플레이(226) 등과 같은 출력 유닛을 제어하게 된다.

구체적으로, 도 6에서 디스플레이(226)에 표시된 복수의 아이템들 또는 메뉴들(도면상 1 내지 5번 항목들) 중에 위치한 커서는 입력장치(100)의 조작 부재(120)를 회전방향(R) 중 시계 또는 반시계 방향으로 회전시킴에 따라 제어 유닛(231)에 의해 제어되어 스크롤 방향(S)을 따라 이동하게 된다.

누름 부재(160)를 누름 조작함에 따라서는 현재 커서가 위치한 아이템이 제어 유닛(231)에 의해 선택되게 된다. 누름 부재(160)는 일종의 엔터키(enter key)와 같은 역학을 하는 것이다.

이상에서는 본 발명에 따른 입력장치 및 이를 구비하는 휴대용 전자기기를 첨부한 도면들을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 입력장치는 조작 부재의 이동에 따라 유도 부재와 기구적으로 상호 작용하는 이동 부재를 구비함에 따라, 복수의 신호 입력이 간단하면서도 각 신호 입력시마다 클릭감이 발생하도록 한다.

유도 부재와 이동 부재 등이 기구적은 구성으로 이루어짐에 따라, 이들 사이의 상호 작용의 안정성 및 단순성에 따라 입력장치의 내구성이 증대되는 이점도 있 다.

본 발명에 따른 휴대용 전자기기는 위와 같은 입력장치를 구비함에 따라, 디스플레이에 표시되는 복수의 아이템들에 대한 스크롤을 보다 간단하게 달성하면서도 각 아이템들로의 이동시마다 클릭감을 얻을 수 있게 한다.

Claims

베이스;

상기 베이스와 대면한 상태로 상대 이동 가능하게 연결되는 조작 부재;

상기 베이스와 조작 부재의 마주하는 면들 중 어느 하나에 요철 형태로 형성되는 유도 부재;

상기 베이스와 조작 부재의 마주하는 면들 중 다른 하나에 상기 유도 부재의 요철 방향을 따라 이동 가능하게 장착되어, 상기 조작 부재의 이동시 상기 요철을 거쳐 이동하는 이동 부재; 및

상기 유도 부재에 인접하게 배치되어, 상기 이동 부재가 상기 유도 부재를 거침을 감지하여 입력 신호를 발생시키는 감지 부재를 포함하는 입력장치.
제1항에 있어서,

상기 조작 부재는,

상기 베이스에 회전 가능하게 연결되는 원통 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 입력장치.
제1항에 있어서,

상기 유도 부재는,

상기 베이스에 돌출 형성되어, 상기 조작 부재의 이동 시에 상기 이동 부재 가 타고 넘는 유도 돌기인 것을 특징으로 하는 입력장치.
제3항에 있어서,

상기 감지 부재는,

상기 유도 돌기의 적어도 일 측에 배치되어, 상기 이동 부재가 상기 유도 돌기를 타고 넘어 가압함을 인식하는 압력 센서인 것을 특징으로 하는 입력장치.
제1항에 있어서,

상기 유도 부재는,

상기 베이스에 오목하게 형성되어, 상기 조작 부재의 이동 시에 상기 이동 부재가 삽입되는 적어도 하나의 유도홈인 것을 특징으로 하는 입력장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 이동 부재는,

상기 다른 하나 측에 형성되는 작동홈;

상기 작동홈에 이동 가능하게 배치되는 작동 로드; 및

상기 작동홈에 배치되어, 상기 작동 로드를 상기 작동홈의 외부로 탄성적으로 가압하는 탄성체를 포함하는 것을 특징으로 하는 입력장치.
제1항에 있어서,

상기 조작부재의 중앙에는 개구부가 형성되고,

상기 개구부에는 누름 조작 가능하게 누름 부재가 배치되며, 상기 베이스에는 상기 누름 부재에 대한 누름 조작에 의해 신호를 발생시키는 스위치가 장착되는 것을 특징으로 하는 입력장치.
제어 유닛을 구비하는 본체;

상기 본체에 장착되고, 상기 감지 유닛은 상기 제어 유닛과 전기적으로 연결되는 제1항 내지 제5항 및 제7항 중 어느 한 항에 따르는 입력 장치를 포함하는 휴대용 전자기기.
제9항에 있어서,

상기 본체에 장착되어 정보를 출력하는 출력 유닛을 더 포함하고,

상기 출력되는 정보는 상기 조작 부재의 조작 시 상기 제어 유닛에 입력되는 입력 신호에 따라 제어되는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자기기.
제10항에 있어서,

상기 출력 유닛은 시각 정보를 표시하는 디스플레이를 포함하고,

상기 제어 유닛은 상기 입력 신호에 따라 상기 디스플레이에 표시되는 복수의 아이템들이 스크롤 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자기기.
제9항에 있어서,

상기 휴대용 전자기기는 무선통신 모듈을 구비하는 이동통신 단말기인 것을 특징으로 하는 휴대용 전자기기.