KR101275175B1 - 키패드 조립체를 구비한 통신 단말기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 키패드 조립체가 구비된 통신 단말기에 관한 것으로, 시트 구조의 버튼 패드와; 상기 버튼 패드의 하부에 접하도록 위치되어 버튼 회로기판에 장착되며, 한 쌍의 전극 패드와 상기 전극 패드 사이에 배치되는 유전체로 구성되고, 상기 버튼 패드의 상부에 가해지는 압력에 위치에 따라 다른 정전용량의 변화를 나타내는 검출 유닛을 포함하여 구성될 수 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 사용자가 키패드 조립체를 이용하여 작동을 위한 특정의 데이터의 입력시 사용자가 의도하지 않은 다른 버튼의 일부 영역이 동시에 눌려지더라도 사용자가 의도하는 버튼에 대한 신호만 발생 되어 입력의 오류를 방지할 수 있다.

키패드, 정전용량, 전극 패드, 압력, 유전체

Description

키패드 조립체를 구비한 통신 단말기{COMMUNICATION TERMINAL HAVING KEYPAD ASSEMBLY}

도 1은 본 발명의 실시예 중 어느 하나의 키패드 조립체가 장착된 통신 단말기의 부분 평면도이다.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 키패드 조립체의 개략적인 구조를 나타내는 단면도이다.

도 2b는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 키패드 조립체의 개략적인 구조를 타나내는 단면도이다.

도 3은 도 2a 및 도 2b에 도시된 키패드 조립체에 적용되는 검출 유닛의 단면 구조를 나타내는 단면도이다.

도 4a는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 키패드 조립체의 개략적인 구조를 나타내는 단면도이다.

도 4b는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 키패드 조립체의 개략적인 구조를 나타내는 단면도이다.

도 5는 도 4a 및 도 4b에 도시된 키패드 조립체에 적용되는 검출 유닛의 단면 구조를 나타내는 단면도이다.

도 6은 도 5에 도시된 검출 유닛의 평면 구조를 개략적으로 나타내는 도면이 다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 키패드 조립체를 통해 누름 위치를 검출하게 되는 원리를 설명하기 위한 개념도 이다.

도 8a는 도 7의 P1 지점이 눌려졌을 때 위치를 검출하게 되는 원리를 설명하기 위한 개념도 이다.

도 8b는 도 7의 P2 지점이 눌려졌을 때 위치를 검출하게 되는 원리를 설명하기 위한 개념도 이다.

도 8c는 도 7의 P3 지점이 눌려졌을 때 위치를 검출하게 되는 원리를 설명하기 위한 개념도 이다.

도 9는 검출위치가 다수개의 군을 이루는 구조로 형성되어 눌려지는 위치를 검출하게 되는 원리를 설명하기 위한 개념도 이다

*도면의 주요 부분에 대한 설명*

10 ... 통신 단말기 11 ... 단말기 본체

100 ... 키패드 110 ... 버튼 패드

111 ... 버튼 패턴 112a,112b,112c,112d ... 버튼 영역

120 ... 버튼 회로기판 121 ... 광원

130 ... 검출 유닛 131 ... 유전체

132a,132b ... 전극 패드 135 ... 검출위치

140 ... 절연 부재 150 ... 제어 유닛

본 발명은 키패드 조립체를 구비한 통신 단말기에 관한 것이다.

일반적으로 통신 단말기는 사용자가 특정인과의 통신을 가능하게 하는 장치로 특정 상대의 단말기를 호출하기 위해서 수신자의 단말기에 지정된 고유번호를 포함한 호출신호를 기지국과 같은 경유수단(또는 매개수단)을 통해 특정 상대의 단말기로 전송하고, 이와 같이 전송된 호출신호에 대한 응답을 특정 상대의 통신 단말기로부터 수신할 수 있도록 구성된다.

이와 같은 종래의 단말기는 일정 데이터를 송신하기 위하여 입력부에 해당되는 다수개의 버튼으로 구성되는 키패드가 구비된다. 상기와 같은 키패드는 야간 또는 빛이 없는 어두운 환경에서도 사용이 편리하도록 하기 위하여 키패드의 내부에 조명 수단으로 작용하는 광원이 내장되기도 한다.

상기와 같은 구성으로 다양한 전자기기 또는 통신 단말기 등에 적용되고 있는 키패드는 입력 신호를 발생시키기 위한 스위치를 포함하는데, 상기 스위치의 구동 방식은 일반적으로 스위칭 가능한 접전 단자로 구성되는 정압방식과 터치패드에 이용되는 정전방식이 주류를 이루고 있다.

이와 같은 스위치의 구조를 가지는 키패드 조립체는 특정 데이터의 입력을 위하여 버튼을 누를 때, 입력 수단으로 손가락이 이용되는 것이 일반적이기 때문에 키패드의 버튼은 일정한 영역의 면적을 가져야만 한다. 만일 키패드의 버튼의 크기가 작게 구성되는 경우 손가락의 크기에 의하여 사용자가 의도하지 않은 주변의 다 른 버튼이 눌려지게 되어 단말기가 오작동을 일으키게 되거나, 또는 의도하지 않은 데이터가 입력되게 된다. 따라서 종래의 키패드는 키패드를 구성하는 버튼의 크기가 일정 면적의 크기로 구성되어야만 하고, 이와 같은 문제로 인하여 종래의 키패드 조립체는 소형화에 한계를 가지게 되는 문제가 있었다.

이와 같이 키패드의 크기에 대한 제약은 단말기의 디자인의 변경에 대한 제약의 원인으로 작용하게 되는 문제가 부가적으로 발생 되고 있다.

또한, 정압 방식의 스위치가 장착되는 키패드의 경우, 상기 정압 방식의 스위치는 기계적인 작동에 의해 스위칭 되는 스위치이기 때문에 일정 이상의 힘으로 스위치를 가압하여야만 스위치가 작동을 하게 된다. 따라서, 신체적으로 불편한 사용자가 데이터의 입력을 위하여 키패드를 작동시키는 경우 사용이 불편하다는 문제가 발생 되고 있다.

그리고 또한, 정전방식의 스위치가 장착되는 키패드의 경우, 상기 정전 방식의 스위치는 정전력의 변화를 감지하여 스위칭 되는 스위치이기 때문에 스위치의 근처에 금속 물질 또는 자성 물질이 접근하게 되는 경우에는 스위치의 오작동이 발생되기 때문에 사용이 불편하다는 문제가 발생 되고 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 그 일 목적은 키패드 조립체를 통해 데이터의 입력시 사용자가 의도하지 않은 다른 버튼의 일부 영역이 동시에 눌려지는 경우에도 사용자가 의도한 버튼의 신호만 발생 되도록 하여 입력의 오류를 방지할 수 있도록 하는 데에 있다.

본 발명의 다른 일 목적은 키패드 조립체의 크기에 대한 제약이 보다 유연하게 될 수 있도록 하는 한편, 키패드 조립체의 크기에 대한 제약을 감소시키므로 디자인의 적용을 유연하게 할 수 있도록 하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 일 목적은 키패드의 버튼을 누르는 힘이 일정 이상의 힘에 미치지 않더라도 스위치가 작동하여 특정 데이터의 입력을 위한 신호가 발생 될 수 있도록 하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 일 목적은 키패드 조립체를 구성하게 되는 스위치의 인접한 위치에 금속 물질 또는 자성 물질이 위치되어도 작도의 오류가 발생 되지 않도록 하는 데에 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제들을 해결하고 동시에 본 발명에 따른 목적들을 이루기 위하여 키패드 조립체를 구비한 통신 단말기를 제공한다.

본 발명의 일 실시 형태에 따른 키패드 조립체는 시트 구조의 버튼 패드와; 버튼 패드의 하부에 접하도록 위치되어 버튼 회로기판에 장착되며, 한 쌍의 전극 패드와 상기 전극 패드 사이에 배치되는 유전체로 구성되고, 버튼 패드의 상부에 가해지는 압력에 위치에 따라 다른 정전용량의 변화를 나타내는 검출 유닛을 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 본 발명의 다른 일 실시 형태에 따른 키패드 조립체를 구비한 통신 단말기는 시트 구조의 버튼 패드와; 버튼 패드의 하부에 접하도록 위치되어 버튼 회로기판에 장착되며, 한 쌍의 전극 패드와 상기 전극 패드 사이에 배치되는 유전 체로 구성되고, 버튼 패드의 상부에 가해지는 압력에 위치에 따라 다른 정전용량의 변화를 나타내는 검출 유닛을 포함하는 키패드 조립체가 장착되어 상기 버튼 회로기판은 제어회로기판과 연결되어 검출된 버튼의 위치 값에 따라 제어되도록 구성될 수 있다.

여기서, 검출유닛은 다수개의 독립된 유닛으로 버튼 회로기판 위에 버튼 패드의 버튼 위치와 상응하는 위치에 배치될 수도 있으며, 다수개의 전극 패드가 유전체의 상부와 하부에 위치되어 격자구조를 이루는 단일 유닛으로 구성되어 전극 패드의 교차점이 버튼 패드의 버튼 위치와 상응하는 위치에 배치되게 구성될 수도 있다.

그리고, 버튼 회로기판은 연성회로기판(FPCB : Flexible Printed Circuit Board)으로 구성될 수도 있으며, 검출 유닛에 의해 발생 되는 정전용량의 값 중 가장 큰 값에 해당되는 버튼 패드의 버튼 위치를 산출하는 하나 이상의 제어유닛을 더 포함하여 구성될 수도 있다. 또한, 제어유닛에 의해 산출된 값은 제어회로기판으로 송출되어 검출된 버튼의 위치 값에 따라 제어될 수 있도록 구성될 수도 있다.

그리고, 버튼 패드는 버튼 위치에 상응하는 버튼 패드의 상부 면에 돌출된 버튼 패턴이 형성될 수도 있고, 하부 위치에 절연체가 배치되도록 구성될 수도 있다.

그리고, 검출 유닛은 검출 유닛을 구성하는 유전체가 탄성 물질로 구성될 수도 있고,

그리고, 버튼 회로기판의 상부 위치 또는 버튼 패드와 검출 유닛 사이에 광 원을 더 포함하도록 구성될 수도 있는데, 광원으로는 발광 다이오드 또는 유기 EL(Electro Luminescence)이 사용될 수도 있다.

상기와 같은 본 발명의 특징들의 이해를 돕기 위하여 아래와 같이 적용될 수 있는 실시예들을 통해 본 발명에 따른 키패드 조립체 및 키패드 조립체를 구비한 통신 단말기의 특징을 설명하기로 한다.

이하 설명되는 실시예들에 의해 본 발명이 제한되는 것이 아니라 아래 설명되는 실시예들과 같이 본 발명이 실시될 수 있다는 것을 일 예로 하여 설명한 것이다. 즉, 본 발명은 아래 설명된 실시예를 통해 본 발명의 요지 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하며, 이러한 변형 실시예는 본 발명의 요지 범위 내에 속한다 할 것이다.

그리고, 이하 설명되는 실시예는 본 발명의 기술적인 특징을 이해시키기에 가장 적합한 실시예들을 기초로 하여 설명될 것이다. 또한, 이하 설명되는 본 발명의 실시예들에 있어서는 기본적으로 한 쌍의 전극 패드 사이에 유전체가 배치되어 전극 패드의 변형에 따른 정전용량의 변화를 감지하여 가장 큰 변화가 발생 되는 위치의 버튼영역에 대한 신호를 발생시킬 수 있도록 구성되는 것을 기초로 한다.

이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 기재된 부호에 있어서, 동일한 작용을 하게 되는 구성요소는 단위를 달리하는 동일 연장 선상의 숫자로 표기하였다.

우선, 도 1에 도시된 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 키패드가 적용된 통신 단말기가 도시되어 있다. 상기 실시예에 따른 통신 단말기(10)는 키패드 조립체(100)가 단말기 본체(11)의 어느 일 면에 장착되도록 구성되며, 키패드 조립체(100)에 의해 발생 된 신호에 의해 통신 단말기(10)의 작동을 제어하기 위하여 키패드 조립체(100)는 단말기 본체(11)의 내부에 장착되는 제어회로기판(미도시)에 연결된다.

상기 통신 단말기(10)에 적용되는 키패드 조립체(100)는 위에서 언급한 바와 같이 적어도 한 쌍의 전극 패드 사이에 유전체가 배치되어 전극 패드의 변형에 따른 정전용량의 변화를 감지하여 가장 큰 변화가 발생 되는 위치의 버튼영역에 대한 신호를 발생시킬 수 있도록 구성되는 것을 기초로 구성될 수 있다.

상기와 같이 구성될 수 있는 키패드 조립체(100)의 구성에 대한 실시예들은 도 2a 내지 도 5에 도시된 것과 같은 변형 예들을 통해 구현된 수도 있다.

우선 도 2a를 참조하여 키패드 조립체(100)의 일 실시예를 설명하면, 다음과 같다. 본 발명의 일 실시예에 따른 키패드 조립체(100)는 기본적으로 버튼 패드(110)와 상기 버튼 패드(110)의 하부에 위치되는 검출 유닛(130)을 구비한다.

상기 버튼 패드(110)는 버튼이 독립적으로 구비되는 것이 아니라 하나의 플레이트 구조로 구성되어 버튼이 배치되는 위치의 상부 영역, 즉 스위치 역할을 하게 되는 상기 검출 유닛(130)이 배치되는 전체 영역에 해당되는 크기를 가지는 단일 구조로 구성될 수 있다. 상기 버튼 패드(110)는 각각의 기호 또는 문자 등과 같은 문양이 표기되는 버튼에 해당되는 각 영역을 사용자가 쉽게 감지할 수 있도록 각 버튼에 해당되는 영역에 버튼 패턴(111)이 돌출되는 구조로 형성될 수도 있다. 그러한, 상기 버튼 패턴(111)은 반드시 돌출되는 구조로 구성되어야 하는 것은 아 니고, 기호 또는 문자 등과 같은 문양으로만 형성될 수도 있다.

또한, 상기 버튼 패드(110)는 이하 설명되는 바와 같이 일정 영역에 힘이 가해지도록 하기 위하여 단단한 재질의 평판 구조로 구성될 수 있다. 그러나, 힘의 작용점을 보다 효율적으로 감지할 수 있도록 하기 위하여 약간의 탄성 변형이 가능한 재질로 구성될 수도 있다. 상기 버튼 패드(110)에 대한 적용 재질의 일 예로는 스테인레스 재질의 금속을 들 수 있다.

그리고, 상기 검출 유닛(130)은 상기 버튼 패드(110)의 하부 위치, 즉 각 버튼에 해당되는 위치(버튼 패턴(111)에 해당되는 위치)에 배치되도록 구성될 수 있다. 상기와 같이 배치될 수 있는 검출 유닛(130)은 도 3에 도시된 것과 같이 한 쌍의 전극 패드(132a,132b) 사이에 유전체(131)가 배치되는 구조로 구성될 수 있으며, 여기서, 상기 유전체(131)는 탄성 물질로 구성될 수 있다.

이와 같은 구성을 통해 상기 검출 유닛(130)은 어느 일 전극 패드(132a,132b)의 일 측면에서 가해지는 힘에 의해 유전체(131)가 압축될 수 있게 되며, 이와 같은 작용에 의해 두 전극 패드(132a,132b)의 간격이 좁아지게 된다. 따라서, 두 전극 패드(132a,132b) 사이의 간격 변화에 따른 정전용량의 변화를 검출할 수 있게 된다.

상기 버튼 패드(110)가 금속 물질로 구성되는 경우에는 상기 버튼 패드(110)와 검출 유닛(130) 간의 절연을 위하여 상기 버튼 패드(110)와 검출 유닛(130) 사이에 절연 부재(140)가 더 구성될 수도 있다. 상기 절연 부재(140)는 일정한 두께로 형성되어야하는 것은 아니고, 단지 버튼 패드(110)가 금속 물질로 구성될 때, 상기 다수개의 검출 유닛(130)들이 전기적으로 도통하게 될 우려가 있기 때문에 각각의 검출 유닛(130)이 전기적으로 독립된 구성을 갖도록 하기 위한 것으로 절연막의 구조로 형성될 수도 있다.

그리고, 상기 검출 유닛(130)은 버튼 회로기판(120)에 장착되도록 구성될 수도 있다. 이때, 상기 버튼 회로기판(120)은 키패드 조립체(100)의 두께를 감소시키기 위하여 연성회로기판(FPCB : Flexible Printed Circuit Board)로 구성될 수도 있다. 그리고, 상기 버튼 회로기판(120)은 상기 다수개의 검출 유닛(130)을 통해 발생되는 신호를 검출하여 해당 버튼의 위치에 대응하는 신호를 산출하고 산출된 신호를 제어회로기판(미도시)으로 송출할 수 있도록 제어 유닛(150)을 더 포함할 수도 있다.

그러나, 상기 제어 유닛(150)은 반드시 구비되어야 하는 것은 아니고, 상기 버튼 회로기판(120)이 연결되는 메인 제어 유닛이 장착된 제어회로기판(미도시)을 통해 상기 다수개의 검출 유닛(130)을 통해 발생 되는 신호를 검출하여 해당 버튼의 위치에 대응하는 신호를 산출하도록 구성할 수도 있다.

상기 버튼 회로기판(120)은 버튼패턴(111)의 조명을 위하여 발광 다이오드와 같은 광원(121)을 더 포함할 수도 있다.

상기와 같이 정전용량의 변화를 통해 버튼의 위치를 검출하게 되는 원리는 도 7 내지 도 8c에 도시된 도면을 참조하여 설명하도록 하겠다.

우선, 도 7에서와 같이 다수개의 검출위치(135)에 각각의 검출 유닛(130)을 배치할 수 있다. 이때, P1점에 버튼 패드(110)를 누르는 작용력이 가해지는 경우에 는 버튼 패드(110)에 의해 P1점에 인접한 각각의 검출위치(135)에 위치된 각 검출 유닛(130)이 변형을 일으키게 된다. 다시 말해서, 상기 P1점에 인접한 각각의 검출위치(135)에 위치된 각 검출 유닛(130)이 가장 많은 변형을 일으키게 된다. 이때, 위에서 설명한 바와 같이 상기 검출 유닛(130)은 작용력에 의해서 두 전극 패드(132a,132b) 간의 간격이 좁아지게 되고, 이로 인하여 정전용량의 변화(즉, 정전용량의 감소)를 일으키게 된다.

P1점에 버튼 패드(110)를 누르는 작용력이 가해지는 경우, 도 8a에 도시된 것과 같이 상기 작용점(P1) 주위의 검출위치(135), 다시 말해서 (A,a), (B,a), (A,b) 및 (B,b) 지점의 검출 위치(135)에 배치된 각각의 검출 유닛(130)에 정전용량의 변화가 발생하게 된다.

이때, 작용력(P1)의 가장 큰 영향을 받게 되는 검출 위치(135)는 작용력(P1)의 위치로부터의 거리(lAa,lBa,lAb,lBb) 중 가장 가까운 거리(lBb)에 위치된 (B,b) 지점의 검출 위치(135)이고, 따라서, 상기 (B,b) 지점의 검출 위치(135)에 배치된 검출 유닛(130)이 가장 많은 정전용량의 변화(즉, 감소)가 발생하게 된다.

그리고, P2점에 버튼 패드(110)를 누르는 작용력이 가해지는 경우, 도 8b에 도시된 것과 같이 상기 작용점(P2) 주위의 검출위치(135), 다시 말해서 (A,c), (B,c), (A,d) 및 (B,d) 지점의 검출 위치(135)에 배치된 각각의 검출 유닛(130)에 정전용량의 변화가 발생하게 된다.

이때, 작용력(P2)의 가장 큰 영향을 받게 되는 검출 위치(135)는 작용력(P2)의 위치로부터의 거리(lAc,lBc,lAd,lBd) 중 가장 가까운 거리(lAd)에 위치된 (A,d) 지점의 검출 위치(135)이고, 따라서, 상기 (A,d) 지점의 검출 위치(135)에 배치된 검출 유닛(130)이 가장 많은 정전용량의 변화(즉, 감소)가 발생하게 된다.

또한, P3점에 버튼 패드(110)를 누르는 작용력이 가해지는 경우, 도 8c에 도시된 것과 같이 상기 작용점(P3) 주위의 검출위치(135), 다시 말해서 (C,b), (D,b), (C,c) 및 (D,c) 지점의 검출 위치(135)에 배치된 각각의 검출 유닛(130)에 정전용량의 변화가 발생하게 된다.

이때, 작용력(P3)의 가장 큰 영향을 받게 되는 검출 위치(135)는 작용력(P3)의 위치로부터의 거리(lCb,lDb,lCc,lDc) 중 가장 가까운 거리(lCb)에 위치된 (C,b) 지점의 검출 위치(135)이고, 따라서, 상기 (C,b) 지점의 검출 위치(135)에 배치된 검출 유닛(130)이 가장 많은 정전용량의 변화(즉, 감소)가 발생하게 된다.

제어 유닛(150)을 통해서 상기 예시들과 같이 정전용량의 변화가 가장 크게 발생하게 되는 검출 유닛(130)의 신호를 사용자가 작동시키기 위하여 의도한 버튼의 작용 신호로 선택하게 된다.

상기와 같은 배치구조에 대한 변형 예로는 도 9에 도시된 것과 같이 다수개의 검출위치(135)에 배치된 검출 유닛(130)을 일정 범위(즉, 버튼 영역)가 되도록 구성할 수도 있다. 좀더 구체적으로 설명을 하면, 어느 일 버튼 영역(112a)에 다수개의 검출위치(135), 즉, (A,a), (B,a), (A,b) 및 (B,b)가 위치되고, 다른 어느 일 버튼 영역(112b)에 다른 다수개의 검출위치(135), 즉, (C,a), (D,a), (C,b) 및 (D,b)가 위치되며, 그리고, 다른 어느 일 버튼 영역(112c)에 다른 다수개의 검출위치(135), 즉, (A,c), (B,c), (A,d) 및 (B,d)가 위치되고, 다른 어느 일 버튼 영 역(112d)에 다른 다수개의 검출위치(135), 즉, (C,c), (D,c), (C,d) 및 (D,d)가 위치되도록 구성된 경우 작용력(P4)가 어느 일 위치에 가해진 경우를 설명하겠다.

P4점에 버튼 패드(110)를 누르는 작용력이 가해지는 경우, 도 9에 도시된 것과 같이 상기 작용점(P4) 주위의 검출위치(135), 다시 말해서 (B,b), (C,b), (B,c) 및 (C,c) 지점의 검출 위치(135)에 배치된 각각의 검출 유닛(130)에 정전용량의 변화가 발생하게 된다.

이때, 작용력(P4)의 가장 큰 영향을 받게 되는 검출 위치(135)는 작용력(P4)의 위치로부터 가장 가까운 거리에 위치된 (B,b) 지점의 검출 위치(135)이고, 따라서, 상기 (B,b) 지점의 검출 위치(135)에 배치된 검출 유닛(130)이 가장 많은 정전용량의 변화(즉, 감소)가 발생하게 된다.

상기 (B,b) 지점의 검출 위치(135)에 배치된 검출 유닛(130)은 어느 일 버튼 영역(112a)에 해당되는 검출 유닛(130)이고, 따라서 해당 버튼 영역(112a)의 신호가 사용자가 작동시키기 위하여 의도한 버튼의 작용 신호로 선택하게 된다.

상기 설명된 구성과 작용에 의하여 사용자가 다른 버튼 영역을 일부 포함하여 작용력을 버튼 패드(110)에 가한다 하더라도, 작용력이 가장 크게 작용하는 부분은 사용자가 의도하는 버튼의 위치와 가깝게 위치되기 때문에 사용자가 의도하는 버튼의 신호가 발생할 수 있게 된다.

상기 설명된 키패드 조립체의 변형 예로는 도 2b에 도시된 것과 같이 적어도 한 쌍의 전극 패드(132a,132b) 사이에 유전체(131)가 배치되어 전극 패드의 변형에 따른 정전용량의 변화를 감지하여 가장 큰 변화가 발생 되는 위치의 버튼영역에 대 한 신호를 발생시킬 수 있도록 구성되는 것을 기초로 구성될 수 있다.

도 2b를 참조하여 볼 때, 첫 번째 실시예의 변형 실시예인 키패드 조립체(100-1)의 구성은 상기 첫 번째 실시예와 같이 기본적으로 버튼 패드(110)와 상기 버튼 패드(110)의 하부에 위치되는 검출 유닛(130)이 구비될 수 있다.

상기 버튼 패드(110), 버튼 패턴(111), 검출 유닛(130), 버튼 회로기판(120) 및 제어 유닛(150)의 구성과 작용은 상기 첫 번째 실시예와 동일하기 때문에 더 이상의 설명은 생략하도록 하겠다. 다만, 이 변형 실시예에 있어서는 버튼 패드(110)와 검출 유닛(130) 사이에 절연 부재(140)가 결합 되지 않고, 상기 버튼 패드(110)와 검출 유닛(130) 사이에는 버튼 패턴(111)의 조명을 위한 광원(121-1)이 장착된다. 상기 광원(121-1)의 일 예로는 유기 EL(Electro Luminescence)과 같은 플레이트 구조를 갖는 광원이 적용될 수 있다. 따라서, 상기 광원(121-1)이 상기 버튼 패드(110)와 검출 유닛(131) 사이의 절연 작용은 충분히 수행할 수 있기 때문에 별도의 절연 부재(140)를 필요로 하지 않게 된다.

이와 같이 구성되는 두 번째 실시예의 작용은 상기 첫 번째 실시예의 작용과 동일하게 작동될 수 있고, 따라서 상기 첫 번째 실시예로부터 상기와 같은 구성을 갖는 두 번째 실시예의 작용을 충분히 이해할 수 있기 때문에 더 이상의 설명은 생략하도록 하겠다.

본 발명의 다른 세 번째 변형 실시예에 대하여 설명을 하면, 다음과 같다.

도 4a에 도시된 도면을 참조하면, 본 발명의 세 번째 실시예에 따른 키패드 조립체(100-2)가 도시되어 있다. 상기 실시예에 따른 키패드 조립체(100-2)는 상기 실시예들의 키패드 조립체와 같이 단말기 본체(11)의 어느 일 면에 장착되도록 구성되며, 키패드 조립체(100-2)에 의해 발생 된 신호에 의해 통신 단말기(10)의 작동을 제어하기 위하여 키패드 조립체(100-2)는 단말기 본체(11)의 내부에 장착되는 제어회로기판(미도시)에 연결된다.

상기 키패드 조립체(100-2)는 위에서 상기 실시예들과 유사한 구조로 다수개의 전극 패드가 서로 교차 되게 배치되며, 상기 교차 되게 배치되는 전극 패드 사이에 유전체가 배치되어 전극 패드의 변형에 따라 전극 패드의 교차된 부분의 정전용량의 변화를 감지하여 가장 큰 변화가 발생 되는 상기 교차 위치의 버튼영역에 대한 신호를 발생시킬 수 있도록 구성되는 것을 기초로 구성될 수 있다.

상기 키패드 조립체(100-2)는 기본적으로 버튼 패드(110)와 상기 버튼 패드(110)의 하부에 위치되는 검출 유닛(130)을 구비한다.

상기 버튼 패드(110)는 상기 첫 번째 실시예의 구성과 동일하기 때문에 더 이상의 설명은 생략하도록 하겠다. 또한 상기 버튼 패드(110)의 상부에 형성되는 각 버튼에 해당되는 영역에 형성될 수 있는 버튼 패턴(111)의 구성 또한 상기 첫 번째 실시예의 구성과 동일하기 때문에 더 이상의 설명은 생략하도록 하겠다.

상기 검출 유닛(130-1)은 상기 버튼 패드(110)의 하부 위치, 즉 각 버튼에 해당되는 위치(버튼 패턴(111)에 해당되는 위치)에 배치되도록 구성될 수 있다. 상기와 같이 배치될 수 있는 검출 유닛(130-1)은 도 5 및 도 6에 도시된 것과 같이 예들 들어 다수개의 전극 패드(132a-1)가 가로 방향으로 배치되고, 그 하부 위치에는 유전체(131-1)가 배치되며, 상기 유전체(131-1)의 하부 위치에 다시 다른 다수 개의 전극 패드(132b-1)가 상기 가로 방향으로 배치되는 다수개의 전극 패드(132a-1)와 서로 엇갈리는 방향, 즉 세로 방향으로 배치되도록 구성될 수 있다.

즉, 상기 세 번째 실시예에 따른 검출 유닛(130-1)은 상기 설명된 다른 실시예와는 달리 각각 독립된 구조로 구성되는 것이 아니라 다수개의 검출 위치가 하나의 구성에 포함될 수 있는 구조로 구성된다. 따라서, 상기 서로 엇갈리는 방향으로 배치되는 다수개의 전극 패드(132a-1,132b-1)들이 서로 교차 되는 부분이 상기 설명된 실시예의 각 검출 유닛(130)에 상응하는 구성요소로 검출위치(135)를 구성하게 된다.

이와 같은 구성을 통해 상기 검출 유닛(130-1)은 어느 일 전극 패드(132a-1,132b-1)의 일 측면에서 가해지는 힘에 의해 유전체(131-1)가 압축될 수 있게 되며, 이와 같은 작용에 의해 두 전극 패드(132a-1,132b-1)의 간격, 좀더 구체적으로 말하면, 교차점 위치의 두 전극 패드(132a-1,132b-1)의 간격이 좁아지게 된다. 따라서, 교차점에 위치되는 두 전극 패드(132a-1,132b-1) 간의 간격 변화에 따른 정전용량의 변화를 검출할 수 있게 된다.

그리고, 상기 버튼 패드(110)가 금속 물질로 구성되는 경우에는 첫 번째 실시예와 같이 상기 버튼 패드(110)와 검출 유닛(130) 사이에 절연 부재(140)가 더 구성될 수도 있다. 상기 절연 부재(140)의 구성은 첫 번째 실시예의 구성과 동일하여 더 이상의 설명은 생략하도록 하겠다.

또한, 상기 검출 유닛(130-1)은 버튼 회로기판(120)에 장착되도록 구성될 수도 있고, 상기 버튼 회로기판(120)은 제어 유닛(150)을 더 포함할 수도 있다. 여기 서, 상기 버튼 회로기판(120)의 구성 또한 상기 첫 번째 실시예와 동일하여 보다 구체적인 설명은 생략하도록 하겠다.

상기와 같이 구성되는 검출 유닛(130-1)을 통해 정전용량의 변화를 통해 버튼의 위치를 검출하게 되는 원리는 도 7 내지 도 8c에 도시된 도면을 참조하여 설명하도록 하겠다. 상기 세 번째 실시예에 따른 구성을 통해 정전용량의 변화를 통해 버튼의 위치를 검출하게 되는 원리는 첫 번째 실시예에 따른 원리와 동일하지만, 구성상 차이가 있는 부분의 이해를 돕기 위하여 한 가지의 예로 설명하도록 하겠다.

우선, 도 7에서와 같이 다수개의 검출위치(135)에 검출 유닛(130-1)의 교차위치(즉, 전극 패드의 교차 위치)가 대응하도록 배치할 수 있다. 이때, P1점에 버튼 패드(110)를 누르는 작용력이 가해지는 경우에는 버튼 패드(110)에 의해 P1점에 인접한 각각의 검출위치(135), 즉, 검출 유닛(130-1)을 구성하는 전극 패드(132a-1,132b-1)의 교차 부분이 변형을 일으키게 된다. 다시 말해서, 상기 P1점에 인접한 각각의 검출위치(135)에 위치된 전극 패드(132a-1,132b-1)의 교차 부분이 가장 많은 변형을 일으키게 된다. 이때, 위에서 설명한 바와 같이 버튼 패드(110)에 가해지는 작용력(P1)에 의해서 두 전극 패드(132a-1,132b-1)의 교차점 부분의 두 전극 패드(132a-1,132b-1) 간의 간격이 좁아지게 되고, 이로 인하여 정전용량의 변화(즉, 정전용량의 감소)를 일으키게 된다.

P1점에 버튼 패드(110)를 누르는 작용력이 가해지는 경우, 도 8a에 도시된 것과 같이 상기 작용점(P1) 주위의 검출위치(135), 다시 말해서 (A,a), (B,a), (A,b) 및 (B,b) 지점의 검출 위치(135)에 배치된 교차점 부분의 두 전극 패드(132a-1,132b-1)의 사이에 정전용량의 변화가 발생하게 된다.

이때, 작용력(P1)의 가장 큰 영향을 받게 되는 검출 위치(135)는 작용력(P1)의 위치로부터의 거리(lAa,lBa,lAb,lBb) 중 가장 가까운 거리(lBb)에 위치된 (B,b) 지점의 검출 위치(135)이고, 따라서, 상기 (B,b) 지점의 검출 위치(135)에 배치된 교차점 부분의 두 전극 패드(132a-1,132b-1)에서 가장 많은 정전용량의 변화(즉, 감소)가 발생하게 된다.

그리고, P2점 및 P3점에 따른 작용력에 의해 발생되는 정전용량의 변화는 상기 설명과 같은 원리에 의해 검출될 수 있게 되기 때문에 보다 구체적인 설명은 생략하도록 하겠다.

상기와 같은 배치구조에 대한 변형 예로는 도 9에 도시된 것과 같이 다수개의 검출위치(135)에 배치된 검출 유닛(130-1)을 구성하는 두 전극 패드(132a-1,132b-1)의 교차점 위치를 일정 범위(즉, 버튼 영역)가 되도록 구성할 수도 있다. 좀더 구체적으로 설명을 하면, 어느 일 버튼 영역(112a)에 다수개의 검출위치(135), 즉, (A,a), (B,a), (A,b) 및 (B,b)가 위치되고, 다른 어느 일 버튼 영역(112b)에 다른 다수개의 검출위치(135), 즉, (C,a), (D,a), (C,b) 및 (D,b)가 위치되며, 그리고, 다른 어느 일 버튼 영역(112c)에 다른 다수개의 검출위치(135), 즉, (A,c), (B,c), (A,d) 및 (B,d)가 위치되고, 다른 어느 일 버튼 영역(112d)에 다른 다수개의 검출위치(135), 즉, (C,c), (D,c), (C,d) 및 (D,d)가 위치되도록 구성된 경우 작용력(P4)가 어느 일 위치에 가해진 경우를 설명하겠다.

P4점에 버튼 패드(110)를 누르는 작용력이 가해지는 경우, 도 9에 도시된 것과 같이 상기 작용점(P4) 주위의 검출위치(135), 다시 말해서 (B,b), (C,b), (B,c) 및 (C,c) 지점의 검출 위치(135)에 배치된 각 두 전극 패드(132a-1,132b-1)의 교차점 위치에서 정전용량의 변화가 발생하게 된다.

이때, 작용력(P4)의 가장 큰 영향을 받게 되는 검출 위치(135)는 작용력(P4)의 위치로부터 가장 가까운 거리에 위치된 (B,b) 지점의 검출 위치(135)이고, 따라서, 상기 (B,b) 지점의 검출 위치(135)에 배치된 두 전극 패드(132a-1,132b-1)의 교차점 위치가 가장 많은 정전용량의 변화(즉, 감소)가 발생하게 된다.

상기 (B,b) 지점의 위치검출 위치(135)에 배치된 두 전극 패드(132a-1,132b-1)의 교차점은 어느 일 버튼 영역(112a)에 해당되는 두 전극 패드(132a-1,132b-1)의 교차점이고, 따라서 해당 버튼 영역(112a)의 신호가 사용자가 작동시키기 위하여 의도한 버튼의 작용 신호로 선택하게 된다.

상기 설명된 구성과 작용에 의하여 사용자가 다른 버튼 영역을 일부 포함하여 작용력을 버튼 패드(110)에 가한다 하더라도, 작용력이 가장 크게 작용하는 부분은 사용자가 의도하는 버튼의 위치와 가깝게 위치되기 때문에 사용자가 의도하는 버튼의 신호가 발생할 수 있게 된다.

상기 설명된 세 번째 실시예에 따른 키패드 조립체의 변형 예로는 상기 세 번째 실시예와 같이 다수개의 전극 패드(132a-1,132b-1) 사이에 유전체(131-1)가 배치되어 전극 패드의 변형에 따른 정전용량의 변화를 감지하여 가장 큰 변화가 발생 되는 위치의 버튼영역에 대한 신호를 발생시킬 수 있도록 구성되는 것을 기초로 구성될 수 있다.

도 4b를 참조하여 볼 때, 세 번째 실시예의 변형 실시예인 키패드 조립체(100-3)의 구성은 상기 세 번째 실시예와 같이 기본적으로 버튼 패드(110)와 상기 버튼 패드(110)의 하부에 위치되는 검출 유닛(130-1)이 구비될 수 있다.

상기 버튼 패드(110), 버튼 패턴(111), 검출 유닛(130), 버튼 회로기판(120) 및 제어 유닛(150)의 구성과 작용은 상기 세 번째 실시예와 동일하기 때문에 더 이상의 설명은 생략하도록 하겠다. 다만, 이 변형 실시예에 있어서는 버튼 패드(110)와 검출 유닛(130-1) 사이에 절연 부재(140)가 결합 되지 않고, 상기 버튼 패드(110)와 검출 유닛(130) 사이에는 버튼 패턴(111)의 조명을 위한 광원(121-1)이 장착된다. 상기 광원(121-1)의 일 예로는 유기 EL(Electro Luminescence)과 같은 플레이트 구조를 갖는 광원이 적용될 수 있다. 따라서, 상기 광원(121-1)이 상기 버튼 패드(110)와 검출 유닛(131-1) 사이의 절연 작용은 충분히 수행할 수 있기 때문에 별도의 절연 부재(140)를 필요로 하지 않게 된다.

이와 같이 구성되는 네 번째 실시예의 작용은 상기 세 번째 실시예의 작용과 동일하게 작동될 수 있고, 따라서 상기 세 번째 실시예로부터 상기와 같은 구성을 갖는 네 번째 실시예의 작용을 충분히 이해할 수 있기 때문에 더 이상의 설명은 생략하도록 하겠다.

상기와 같이 설명된 키패드 조립체와 상기와 같은 구성을 갖는 키패드 조립체를 구비하는 통신 단말기는 상기 설명된 각각의 실시예가 별개로만 구성될 수 있는 것이 아니라 설계 사양에 따른 상기 각 실시예가 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변형을 포함할 수 있도록 선택적으로 혼용되어 적용될 수도 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 사용자가 키패드 조립체를 이용하여 작동을 위한 특정의 데이터의 입력시 사용자가 의도하지 않은 다른 버튼의 일부 영역이 동시에 눌려지더라도 사용자가 의도하는 버튼에 대한 신호만 발생 되어 입력의 오류를 방지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 의하면, 키패드를 구성하는 버튼의 크기를 작게 구성하여도 스위치에 대한 작동 오류가 발생 되지 않기 때문에 키패드 조립체의 크기에 대한 제약이 보다 유연하게 될 수 있다.

그리고 또한, 본 발명에 의하면, 키패드 조립체의 크기에 대한 제약을 감소 되므로 키패드 조립체와 키패드 조립체가 적용되는 단말기에 대한 디자인의 적용이 다양하게 구현될 수 있게 된다.

그리고 또한, 본 발명에 의하면, 사용자가 일정 이상의 힘을 가하여 키패드의 버튼을 누르지 않더라도 스위치가 작동될 수 있고, 또한, 키패드 조립체와 인접한 위치에 금속 물질 또는 자성 물질이 위치되어도 작도의 오류가 발생 되지 않기 때문에 사용이 보다 편리하게 된다.

그리고 또한, 본 발명에 의하면, 버튼 회로기판이 FPCB로 구성될 수 있기 때문에 키패드 조립체 및 키패드 조립체가 장착되는 단말기의 두께를 감소시킬 수 있게 된다.

Claims (11)

1. 시트 구조의 버튼 패드와;

   제어회로기판과 연결되어 검출된 버튼의 위치 값에 따라 제어되는 버튼 회로기판과;

   상기 버튼 회로기판에 장착되어 상기 버튼 패드의 하부에 접하도록 위치되며, 한 쌍의 전극 패드와 상기 전극 패드 사이에 배치되는 유전체로 구성되고, 상기 버튼 패드의 상부에 압력이 가해지는 위치에 따라 다른 정전용량의 변화를 나타내는 다수개의 센서들을 포함하는 검출 유닛을 포함하며,

   상기 버튼 패드는,

   상기 다수개의 센서들 중 제1 신호를 검출하는 센서들과 중첩되도록 형성되는 제1 버튼영역; 및

   상기 제1 버튼영역과 인접하여 배치되고, 상기 다수개의 센서들 중 제2 신호를 검출하는 센서들과 중첩되도록 형성되는 제2 버튼영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 키패드 조립체를 구비한 통신 단말기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 검출유닛은 다수개의 독립된 유닛으로 버튼 회로기판 위에 버튼 패드의 버튼 위치와 상응하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 키패드 조립체를 구비한 통신 단말기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 검출유닛은 다수개의 전극 패드가 유전체의 상부와 하부에 위치되어 격자구조를 이루는 단일 유닛으로 구성되며, 전극 패드의 교차점이 버튼 패드의 버튼 위치와 상응하는 위치에 배치되게 구성되는 것을 특징으로 하는 키패드 조립체를 구비한 통신 단말기.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 버튼 회로기판은 연성회로기판(FPCB)으로 구성되며, 상기 검출 유닛에 의해 발생 되는 정전용량의 값 중 가장 큰 값에 해당되는 버튼 패드의 버튼 위치를 산출하는 하나 이상의 제어유닛을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 키패드 조립체를 구비한 통신 단말기.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 버튼 패드는 버튼 위치에 상응하는 버튼 패드의 상부 면에 돌출된 버튼 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 키패드 조립체를 구비한 통신 단말기.
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검출 유닛은 검출 유닛을 구성하는 유전체가 탄성 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 키패드 조립체를 구비한 통신 단말기.
7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 버튼 패드는 하부 위치에 절연체가 배치되는 것을 특징으로 하는 키패드 조립체를 구비한 통신 단말기.
8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 버튼 회로기판은 버튼 회로기판의 상부 위치에 광원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 키패드 조립체를 구비한 통신 단말기.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 광원은 발광 다이오드인 것을 특징으로 하는 키패드 조립체를 구비한 통신 단말기.
10. 제1항에 있어서,

    상기 버튼 패드와 검출 유닛의 사이에는 절연 작용을 수행하는 유기 EL(Electro Luminescence) 플레이트 구조를 갖는 광원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 키패드 조립체를 구비한 통신 단말기.
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