KR101281930B1

KR101281930B1 - 정전식 터치기구

Info

Publication number: KR101281930B1
Application number: KR1020110089107A
Authority: KR
Inventors: 정성욱
Original assignee: 정성욱
Priority date: 2011-09-02
Filing date: 2011-09-02
Publication date: 2013-07-03
Also published as: KR20130025667A

Abstract

본 발명에 의한 정전식 터치기구는, 봉 또는 바(bar) 형상의 막대형 바디; 상기 막대형 바디의 길이방향 일측 끝단에 결합되는 탄성체; 상기 탄성체에 결합되는 헤드부; 상기 헤드부와 상기 탄성체와 상기 막대형 바디의 일측 외주면을 감싸도록 결합되는 도전성 시트;를 포함하여 구성된다. 본 발명에 의한 정전식 터치기구를 이용하면, 터치스크린의 손상 우려가 현저히 낮아지고, 터치스크린과의 유효 접촉 면적을 증가시킴으로써 터치스크린으로의 신호입력을 보다 안정적으로 할 수 있으며, 터치 시 터치기구의 끝단 변형이 현저히 감소되는바 자신이 원하는 지점을 정확하게 터치할 수 있다는 장점이 있다.

Description

정전식 터치기구 {Capacitive touch device}

본 발명은 정전식 터치스크린을 조작하기 위한 정전식 터치기구에 관한 것으로, 더 상세하게는 터치스크린과의 접촉 감도 및 드래그 감도가 향상되고, 구조가 간단하여 제조원가가 절감되며, 사용이 간편화되도록 구성되는 정전식 터치기구에 관한 것이다.

최근, 다양한 전자기기에 터치스크린이 적용되면서 압력식 터치펜에 비하여 비교적 민감하고 오작동이 적은 정전식 터치펜의 개발과 사용이 증가되고 있다.

통상적인 정전식 터치펜은 도전성 재질로 이루어지며, 전자기기는 터치스크린과 접촉시 변화되는 정전용량의 감지를 통해 정전식 터치펜의 클릭을 인식하도록 이루어진다. 따라서, 상기 정전식 터치펜은 전자기기가 정전용량의 변화를 빠르게 감지할 수 있도록 펜의 단부가 터치스크린에 쉽게 밀착 가능한 탄성 재질로 이루어지며, 터치스크린 상에서 원하는 것을 정확하게 클릭하기 위하여 펜의 단부는 일반적인 펜과 같이 상대적으로 직경이 작게 이루어진다.

이때, 초기의 정전식 터치펜은 펜의 단부가 속이 꽉 찬 솔리드(solid)로 이루어지기 때문에 터치스크린과 펜부 사이에 정전용량을 변화시키기 위한 유효 접촉 면적을 제공하기 위해서는 일정 이상의 압력을 가하여 솔리드로 이루어진 펜의 단부가 터치스크린 상에서 눌려 퍼지도록 해야 한다. 즉, 초기의 정전식 터치펜은 클릭 성공을 위해 계속적으로 힘을 가해야 하기 때문에 사용이 불편하며, 펜의 단부가 터치스크린에 적절히 접촉되도록 눌려 퍼진 상태가 되어야 전자기기가 클릭을 인식하므로 클릭 성공률 및 클릭 감지속도가 저하되는 문제점이 있었다. 특히, 펜 단부가 경질의 재료로 이루어진 경우에는 터치스크린과의 사이에서 유효 접촉 면적을 제공하기 위해 더 큰 압력으로 터치스크린에 가압되어야 하는바, 터치스크린이 손상을 입을 수 있다는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 최근 들어서는 내측에 빈 공간을 갖는 연질의 도전성 고무캡을 끝단에 설치하여, 도전성 고무캡이 터치스크린에 가압될 때 눌려 퍼짐으로써 유효 접촉 면적이 증가되도록 구성되는 정전식 터치펜이 제안된 바 있다. 그러나 이와 같은 정전식 터치펜은 마찰력이 비교적 높은 도전성 고무캡이 터치스크린에 밀착된 상태에서 드래그 되도록 구성되는바, 드래그 감도가 떨어질 뿐만 아니라, 도전성 고무캡이 찢어질 우려가 있다는 문제점이 있다. 또한, 상기와 같은 정전식 터치펜은, 터치 시 도전성 고무캡의 형상이 변형되므로 사용자가 원하는 지점을 정확하게 터치하기 어려우며, 바디가 금속으로 제작되고 터치스크린을 터치하는 부위가 특수 소재로 제작되므로 제조비용이 높고, 바디 전체가 금속으로 제작되므로 중량이 커져 휴대가 불편하다는 단점이 있다.

또한, 도전성 고무캡 내측에 빈 공간이 형성되면, 도전성 고무캡이 터치스크린 상에서 드래그 될 때 불규칙하게 변형되므로, 터치감 및 드래그감이 매우 불량하다는 단점이 있다.

한편, 필기구를 이용하면서 종래의 정전식 터치펜을 함께 사용하는 경우, 필기구와 정전식 터치펜을 번갈아 잡아야하므로 사용에 많은 불편함이 있다는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 터치스크린의 손상 우려 없이 유효 접촉 면적을 증가시켜 응답성을 향상시킬 수 있고, 터치스크린과의 접촉부위 구조가 개선되어 터치감 및 드래그감이 향상되며, 기존의 필기구와 일체로 결합될 수 있어 사용이 편리한 정전식 터치기구를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 정전식 터치기구는, 봉 또는 바(bar) 형상의 막대형 바디; 상기 막대형 바디의 길이방향 일측 끝단에 결합되는 탄성체; 상기 탄성체에 결합되는 헤드부; 상기 헤드부와 상기 탄성체와 상기 막대형 바디의 일측 외주면을 감싸도록 결합되는 도전성 시트;를 포함하여 구성된다.

상기 탄성체는 도전성을 갖는 재료로 제작된다.

상기 탄성체는, 상기 막대형 바디의 길이방향으로 압축탄성을 가지며, 상기 막대형 바디의 길이방향과 교차하는 방향으로 굽힘탄성을 갖는다.

상기 탄성체는 금속으로 제작되며 상기 막대형 바디의 길이방향으로 압축 및 팽창되는 코일스프링이고, 상기 탄성체의 길이방향 일단은 상기 막대형 바디의 길이방향 일측 끝단에 결합되고, 상기 헤드부는 상기 탄성체의 길이방향 타단에 결합된다.

전체 또는 일부가 도전성 재료로 제작되어, 상기 도전성 시트를 상기 막대형 바디의 일측 외주면에 결합시키는 도전성 스트랩을 더 포함한다.

상기 도전성 시트는 상기 탄성체 전체와 상기 헤드부 전체와 상기 막대형 바디 외주면 일부를 둘러싸도록 장착되며, 상기 도전성 스트랩은 원통 형상으로 형성되어 상기 도전성 시트 중 상기 막대형 바디의 외주면 일부를 둘러싸는 부위와 상기 탄성체를 둘러싸는 부위 일부를 감싸도록 장착된다.

상기 도전성 스트랩은, 외측 표면을 따라 연장되되 일측이 상기 도전성 시트와 접촉되는 도전성밴드를 더 포함한다.

또한 본 발명에 의한 도전성 터치기구는, 전체 또는 일부가 도전성 재료로 제작되며 봉 또는 바(bar) 형상의 막대형 바디의 일측에 착탈 가능한 구조로 구성되는 착탈본체; 상기 착탈본체 중 상기 막대형 바디와 결합되는 측의 반대편에 결합되는 탄성체; 상기 탄성체 중 상기 착탈본체가 결합된 반대편에 결합되는 헤드부; 상기 헤드부와 상기 탄성체를 감싸도록 결합되는 도전성 시트;를 포함하여 구성된다.

상기 탄성체는 도전성을 갖는 재료로 제작된다.

상기 탄성체는, 상기 착탈본체의 길이방향으로 압축탄성을 가지며, 상기 착탈본체의 길이방향과 교차하는 방향으로 굽힘탄성을 갖는다.

상기 탄성체는 금속으로 제작되며 상기 착탈본체의 길이방향으로 압축 및 팽창되는 코일스프링이고, 상기 헤드부가 결합된 반대편 일부가 상기 착탈본체에 삽입된다.

상기 착탈본체는, 상기 막대형 바디의 길이방향을 따라 연장되는 연장부를 구비한다.

상기 착탈본체는, 외측 표면을 따라 연장되되 일측이 상기 도전성 시트와 접촉되는 도전성밴드를 더 포함한다.

상기 착탈본체는 상기 막대형 바디의 길이방향을 따라 연장되는 연장부를 구비하고, 상기 도전성밴드는 상기 연장부의 외측면에 구비된다.

상기 착탈본체는, 상기 막대형 바디의 일단이 끼워맞춤 방식으로 삽입되어 결합된다.

상기 착탈본체는, 상기 막대형 바디의 길이방향을 따라 길게 형성된 슬릿을 구비하되, 상기 막대형 바디가 통과할 수 있는 크기로 상기 슬릿의 폭이 벌어질 수 있도록 탄성을 갖는다.

상기 헤드부는, 도전성금속 또는 도전성 고무로 제작된다.

상기 헤드부는, 상기 탄성체와 결합된 반대편이 볼록한 곡면을 갖도록 형성된다.

상기 헤드부는, 상기 탄성체와 결합된 측으로 갈수록 곡률이 작아지도록 형성된다.

상기 헤드부는, 다면체 블록 형상으로 형성된다.

상기 헤드부는, 상기 탄성체와 결합된 반대편으로 갈수록 둘레가 작아지는 다각형 기둥 형상으로 형성된다.

상기 헤드부는, 상기 탄성체와 결합된 반대편 일부에만 평면을 구비하는 형상으로 형성된다.

상기 도전성 시트는, 도전사를 포함하도록 방직된 도전성 원단으로 적용된다.

상기 탄성체와 헤드부는 일체로 제작된다.

본 발명에 의한 정전식 터치기구를 이용하면, 터치스크린의 손상 우려가 현저히 낮아지고, 상황에 따라 터치스크린과의 유효 접촉 면적을 증감시킴으로써 다양한 방식의 신호입력을 보다 안정적으로 할 수 있으며, 터치 시 터치기구의 끝단 변형이 현저히 감소되는바 자신이 원하는 지점을 정확하게 터치할 수 있을 뿐만 아니라 터치감 및 드래그감이 현저히 향상된다는 장점이 있다. 또한 본 발명에 의한 정전식 터치기구는, 기존의 필기구에 결합될 수 있으므로 사용 편의성이 현저히 향상되고, 바디를 반드시 금속으로 제작할 필요가 없으므로 제품의 경량화가 가능해지며, 항균 및 탈취의 효과가 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 정전식 터치기구의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 의한 정전식 터치기구의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명에 의한 정전식 터치기구의 종단면도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명에 의한 정전식 터치기구에 포함되는 헤드부의 다른 실시예 사시도, 단면도, 사용상태도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명에 의한 정전식 터치기구에 포함되는 헤드부의 또 다른 실시예의 사시도 및 단면도이다.
도 9는 본 발명에 의한 정전식 터치기구 제2 실시예의 사시도이다.
도 10은 본 발명에 의한 정전식 터치기구 제2 실시예의 종단면도이다.
도 11은 본 발명에 의한 정전식 터치기구 제3 실시예의 사시도이다.
도 12는 본 발명에 의한 정전식 터치기구 제3 실시예의 종단면도이다.
도 13은 본 발명에 의한 정전식 터치기구 제4 실시예의 사시도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 정전식 터치기구의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 정전식 터치기구의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 정전식 터치기구의 분해사시도이며, 도 3은 본 발명에 의한 정전식 터치기구의 종단면도이다.

본 발명에 의한 정전식 터치기구는, 봉 또는 바(bar)와 같이 일방향으로 길이를 갖는 형상으로 제작되는 막대형 바디(100)와, 상기 막대형 바디(100)의 길이방향 일측 끝단에 결합되는 탄성체(200)와, 상기 탄성체(200)에 결합되어 사용자의 조작에 의해 정전식 터치스크린을 가압하는 헤드부(300)와, 상기 헤드부(300)와 상기 탄성체(200)와 상기 막대형 바디(100)의 일측 외주면을 감싸도록 결합되는 도전성 시트(400)를 포함하여 구성된다.

사용자가 본 발명에 의한 정전식 터치기구를 사용하고자 할 때에는 막대형 바디(100)를 손으로 잡고 헤드부(300)가 구비된 측을 터치스크린에 접촉시켜 터치스크린에 신호를 입력하게 되는데, 상기 도전성 시트(400)는 막대형 바디(100) 중 사용자가 손으로 잡는 부위의 전체 또는 일부를 감싸도록 결합되므로, 사용자가 막대형 바디(100)를 손으로 잡고 헤드부(300)가 구비된 측을 터치스크린에 접촉시켰을 때 터치스크린의 표면을 흐르던 전류가 도전성 시트(400)를 통해 사용자의 신체로 유입되어 신호가 입력될 수 있다.

이때, 본 발명에 의한 정전식 터치기구는, 터치스크린을 가압하는 부위가 탄성적으로 압축되거나 휘어질 수 있도록 구성됨으로써 터치스크린의 손상을 방지할 수 있다는 점에 특징이 있다. 즉, 본 발명에 의한 정전식 터치기구는 터치스크린을 가압하는 헤드부(300)가 막대형 바디(100)에 고정 결합되는 것이 아니라 탄성체(200)를 연결매개체로 막대형 바디(100)에 연결되도록 구성되므로, 사용자가 막대형 바디(100)를 손으로 잡고 기준치 이상의 힘으로 헤드부(300) 측을 터치스크린에 가압했을 때 사용자가 가한 힘의 일부가 탄성체(200)를 압축시키거나 휘는데 소요되고, 탄성체(200)를 압축시키거나 휘는데 소요된 힘의 크기만큼 헤드부(300)측과 터치스크린 간의 접촉 압력이 감소된다. 따라서 사용자가 기준치 이상의 큰 힘으로 헤드부(300)측을 터치스크린에 가압시키더라도, 헤드부(300)측이 터치스크린을 과도하게 가압하여 터치스크린이 손상되는 현상을 방지할 수 있게 된다.

한편, 터치스크린 상의 좁은 영역을 터치할 때에는 터치 지점을 육안으로 명확하게 확인할 수 있도록 막대형 바디(100)를 수직으로 세운 상태에서 터치스크린을 터치하고, 터치스크린에 드래그 신호를 인가할 때에는 필기구를 쥐듯이 막대형 터치기구를 경사지게 기울여 잡아 사용하는 것이 일반적이다. 이때 상기 탄성체(200)는, 막대형 바디(100)의 경사도에 관계없이 사용자가 힘을 가했을 때 변형되면서 힘을 흡수할 수 있도록, 막대형 바디(100)의 길이방향으로 압축탄성을 가지며 막대형 바디(100)의 길이방향과 교차하는 방향으로 굽힘탄성을 갖도록 구성됨이 바람직하다. 이와 같이 탄성체(200)가 압축탄성 및 굽힘탄성을 갖도록 구성되면, 막대형 바디(100)가 수직으로 세워진 상태에서 헤드부(300)측이 터치스크린에 가압되는 경우 상기 탄성체(200)가 압축 변형되면서 힘을 흡수하게 되고, 막대형 바디(100)가 경사지게 기울어진 상태에서 헤드부(300)측이 터치스크린에 가압되는 경우 상기 탄성체(200)가 일측으로 휘어지면서 힘을 흡수하게 되는바, 어떠한 방식으로 헤드부(300)측을 터치스크린에 가압하더라도 과도한 터치압에 의한 터치스크린의 파손을 방지할 수 있게 된다.

탄성체(200)는 상기 언급한 바와 같이 압축탄성과 굽힘탄성을 동시에 가질 수 있음은 물론, 외부 충격에 의해 쉽게 파손되지 아니하도록, 막대형 바디(100)의 길이방향으로 압축 및 팽창되는 금속재질의 코일스프링으로 적용됨이 바람직하다. 이와 같이 탄성체(200)가 금속 코일스프링으로 적용되는 경우, 탄성체(200)의 길이방향 일단은 막대형 바디(100)의 길이방향 일측 끝단에 결합되고, 상기 탄성체(200)의 길이방향 타단은 헤드부(300)에 결합됨이 바람직하다. 한편, 상기 탄성체(200)는, 본 실시예에 도시된 바와 같이 헤드부(300)와 별도로 제작된 후 상기 헤드부(300)에 결합되도록 구성될 수도 있고, 상기 헤드부(300)와 일체로 제작될 수도 있다. 즉, 탄성체(200)를 만드는 과정에서 탄성체(200)의 한쪽 끝단을 헤드부(300)로 제작할 수도 있다. 이와 같이 탄성체(200)와 헤드부(300)가 일체로 제작되면 제조원가가 절감되고 조립공정이 단순화된다는 장점이 있다.

또한, 종래의 정전식 터치기구는 일단에 구비된 도전성 고무캡이 터치스크린에 가압될 때 터치스크린의 표면에 눌려 펴짐으로써 유효 접촉 면적이 증대될 수 있도록, 상기 도전성 고무캡의 내측면이 아무런 지지를 받지 아니하는 구조 즉, 상기 도전성 고무캡의 내측이 비어 있는 구조로 구성되는데, 이와 같은 경우 도전성 고무캡이 터치스크린과 접촉되는 즉시 변형되기 시작하며, 도전성 고무캡이 불규칙하면서도 매우 많이 변형되는바, 사용자는 터치스크린 상의 어느 지점이 터치되고 있는지를 정확하게 인지하기 어렵다는 문제점이 있었다. 본 발명에 의한 정전식 터치기구는 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있도록, 터치스크린과 접촉되는 부위의 도전성 시트(400)가 다른 물체에 의해 지지되도록 구성된다는 점에 특징이 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 도전성 시트(400)의 끝단측(터치스크린과 접촉되는 측)의 내측면은 탄성체(200)의 탄성력에 의해 밀착되는 헤드부(300)에 의해 지지된다. 이와 같이 도전성 시트(400)의 내측면이 헤드부(300)에 의해 탄성적으로 지지되도록 구성되면, 터치스크린과의 접촉 시 도전성 시트(400)가 과도하게 변형되는 현상이 방지되고, 이에 따라 사용자는 자신이 원하는 지점이 정확하게 터치되고 있는지를 육안으로 확인해 가면서 보다 정확하게 신호를 입력할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 도전성 시트(400)의 내측면이 헤드부(300)에 의해 탄성적으로 지지되도록 구성되면, 터치 시 터치스크린과 접촉되는 부위의 도전성 시트(400)가 변형되지 아니하므로, 본 발명에 의한 정전식 터치기구를 이용하여 글자를 쓰는 경우 일반 필기구로 글자를 쓰는 것과 유사한 필기감을 얻을 수 있다는 장점이 있다.

상기 도전성 시트(400)는, 터치스크린이 장착되는 기기의 종류나 사용자의 편의 등 여러 조건에 따라, 화학적으로 합성된 도전성 고무나, 도전사를 포함하도록 방직된 도전성 원단 등 다양한 종류의 재료로 제작될 수 있는데, 현재까지는 내구성 및 복원성이 좋고 다양한 형태로 제작이 가능한 도전성 고무가 많이 사용되고 있는 실정이다. 이때, 도전성 시트(400)의 내측면이 헤드부(300)에 의해 지지된 상태에서 상기 도전성 시트(400)가 터치스크린에 접촉되었을 때 유효 접촉 면적이 증대되기 위해서는, 도전성 시트(400)가 상기 터치스크린에 압착되는 과정에서 터치스크린의 표면을 따라 넓게 퍼질 수 있도록 탄성계수가 작은 물질로 제작되어야 하는데, 도전성 고무는 도전성 원단에 비해 탄성계수가 크므로 도전성 시트(400)가 도전성 고무로 제작되는 경우에는 도전성 시트(400)가 터치스크린에 압착될 때 유효 접촉 면적 증대효과가 미미하다는 단점이 있다. 또한 도전성 고무는 터치스크린과의 마찰력이 매우 높으므로, 도전성 시트(400)를 도전성 고무로 제작하는 경우, 드래그 시 많은 힘이 소요되며 큰 마찰력이 발생된 상태에서 무리하게 드래그를 하였을 때 도전성 시트(400)가 찢어지게 된다는 문제점이 있다.

따라서 본 발명에 의한 정전용 터치기구가 드래그 방식의 신호 입력이 빈번하며 유효 접촉 면적의 증대가 요구되는 스마트폰용 터치기구로 적용되는 경우, 상기 도전성 시트(400)는 기준치 이상의 두께와 쿠션을 갖는 도전성 원단으로 적용됨이 바람직하다. 일반적으로 도전성 원단은 도전성 고무에 비해 탄성계수가 작으므로 터치스크린에 압착되는 과정에서 터치스크린의 표면을 따라 넓게 퍼지게 되고, 이에 따라 터치스크린과의 유효 접촉 면적이 보다 커지게 된다는 장점이 있다. 또한 도전성 원단은 도전성 고무에 비해 터치스크린과의 마찰력이 작으므로, 도전성 시트(400)가 도전성 원단으로 제작되는 경우, 작은 힘으로도 용이하게 드래그를 수행할 수 있을 뿐만 아니라 드래그 시 도전성 시트(400)가 찢어지는 현상이 현저히 감소된다는 장점이 있다. 더 나아가, 상기 도전성 원단이 동(銅)도전사를 포함하도록 구성되는 경우, 항균 및 탈취의 효과까지 기대할 수 있다는 장점이 있다. 이와 같이 동(銅)제품이 항균 및 탈취 기능을 가진다는 것은 이미 다양한 실험을 통해 입증된 사실이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

한편, 도전성 시트(400)를 통해 전달될 수 있는 전류의 양에 한계가 있으므로, 터치스크린의 표면에 흐르는 전류가 도전성 시트(400)만을 타고 사용자의 신체로 전달되도록 구성되는 경우 사용자의 신체로 전달될 수 있는 전류의 양이 한정되고, 이에 따라 터치스크린의 조작이 원활하게 이루어지지 아니할 수도 있다. 따라서 본 발명에 의한 정전식 터치기구는 상기와 같은 문제를 해결할 수 있도록, 상기 탄성체(200)와 헤드부(300)가 도전성을 갖는 재료로 제작될 수 있다. 탄성체(200)와 헤드부(300)가 도전성 재료로 제작되면, 헤드부(300) 외측면을 감싸는 부위의 도전성 시트(400)를 통해 유입된 터치스크린 상의 전류가 도전성 시트(400)뿐만 아니라 헤드부(300)와 탄성체(200)를 통해서도 막대형 바디(100) 측으로 전달되므로, 사용자의 신체로 전달될 수 있는 전류의 양이 증가되고, 이에 따라 터치스크린으로의 신호전달 신뢰성이 한층 더 높아진다는 장점이 있다.

이때, 도전성 재료로는 도전성 금속 및 도전성 고무 등이 있는데, 탄성체(200)는 별도의 외력이 인가되지 아니하는 한 헤드부(300)를 막대형 바디(100)의 길이방향 연장선상에 안정적으로 위치시킬 수 있도록 기준치 이상의 강도를 갖는 도전성 금속재질의 코일형 스프링으로 적용됨이 바람직하다. 한편, 상기 헤드부(300)는 도전성 금속으로 제작될 수 도 있고 도전성 고무로 제작될 수도 있다. 이때 도전성 금속은 강도가 높아 외력에 의한 변형이 잘 이루어지지 아니하므로, 상기 헤드부(300)가 도전성 금속으로 제작되는 경우, 상기 헤드부(300)는 터치스크린과 접촉되는 부위의 도전성 시트(400)를 보다 확실하게 지지할 수는 있지만 도전성 시트(400)와 터치스크린 간의 유효 접촉 면적을 증대시키는 데에는 어려움이 있다는 단점이 있다. 또한 도전성 고무는 일정 크기 이상의 힘이 인가되었을 때 변형이 쉽게 이루어지므로, 상기 헤드부(300)가 도전성 고무로 제작되는 경우, 상기 헤드부(300)는 도전성 시트(400)와 터치스크린 간의 유효 접촉 면적은 쉽게 증대시킬 수 있지만, 터치스크린과 접촉되는 부위의 도전성 시트(400)를 지지하는 힘이 다소 감소된다는 단점이 있다. 따라서 상기 헤드부(300)는 여러 조건에 따라 적정한 종류의 재료로 제작됨이 바람직하다.

한편, 도전성 시트(400)로 유입된 전류가 사용자의 신체로 흘러 들어가기 위해서는 상기 도전성 시트(400)가 사용자의 신체(더 명확하게는 사용자의 손)와 전기적으로 연결되어야 하는데, 사용자가 도전성 시트(400)를 직접 손으로 잡는 경우 도전성 시트(400)가 손상될 우려가 있을 뿐만 아니라, 도전성 시트(400)가 막대형 바디(100)로부터 분리될 우려가 있다.

따라서 도전성 시트(400)가 막대형 바디(100)에 결합되어 있는 상태를 안정적으로 유지할 수 있으면서 도전성 시트(400)가 사용자의 신체와 전기적으로 통할 수 있도록, 상기 도전성 시트(400)를 상기 막대형 바디(100)의 일측 외주면에 결합시키는 도전성 스트랩(500)이 추가로 구비될 수 있다. 상기 도전성 스트랩(500)은 도전성 시트(400)를 막대형 바디(100)에 밀착시키도록 장착되며, 사용자가 막대형 바디(100)를 손으로 잡는 부위까지 길게 연장되어 도전선 시트에 흐르는 전류를 사용자의 신체로 전달하는 역할을 함께 하도록 구성된다.

이때 도전성 스트랩(500)이 파손되지 아니하는 한 도전성 시트(400)가 막대형 바디(100)로부터 분리되지 아니하도록, 도전성 시트(400)는 탄성체(200) 및 헤드부(300) 전체와 막대형 바디(100) 외주면 일부를 둘러싸도록 장착되며, 도전성 스트랩(500)은 원통 형상으로 형성되어 상기 도전성 시트(400) 중 상기 막대형 바디(100)의 외주면 일부를 둘러싸는 부위와 상기 탄성체(200)를 둘러싸는 부위 일부를 감싸도록 장착됨이 바람직하다.

도 4 내지 도 6은 본 발명에 의한 정전식 터치기구에 포함되는 헤드부(300)의 다른 실시예 사시도, 단면도, 사용상태도이다.

헤드부(300)측의 어느 지점이 터치스크린(10)에 접촉되더라도 동일한 유효 접촉 면적을 가질 수 있도록, 상기 헤드부(300)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 탄성체(200)와 결합된 반대편이 볼록한 곡면을 갖도록 형성될 수 있다. 또한, 터치스크린(10)의 표면에 대해 막대형 바디(100)를 수직으로 세워 터치하는 경우 유효 접촉 면적이 좁아지고, 막대형 바디(100)를 비스듬히 기울여 터치하는 경우 유효 접촉 면적이 증가되도록, 상기 헤드부(300)는 탄성체(200)와 결합된 측으로 갈수록 곡률이 작아지는 형상(즉, 끝단으로 갈수록 뾰족해 지는 형상)으로 제작될 수도 있다.

그러나 이와 같은 경우 헤드부(300)의 곡률을 변경시키거나 도전성 시트(400)의 재질 및 두께를 변경시키더라도 유효 접촉 면적을 증대시키는 데에는 한계가 있다. 따라서 상기 헤드부(300)는 터치스크린(10)에 가압되는 부위가 평면으로 제작되는 다면체 블록 형상으로 형성될 수 있다. 이와 같이 상기 헤드부(300)가 다면체 블록 형상으로 형성되면, 상기 헤드부(300)의 어느 일면이 터치스크린(10)을 가압하게 되는바, 유효 접촉 면적이 현저히 증가되고, 이에 따라 신호입력 신뢰성이 매우 높아진다는 장점이 있다. 이때, 상기 헤드부(300)의 형상은 신호입력을 위해 요구되는 유효 접촉 면적의 크기 및 터치스크린(10)을 가압하는 방향 등 여러 조건에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

한편 상기 헤드부(300)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 탄성체(200)와 결합된 반대편으로 갈수록 둘레가 작아지는 다각형 기둥 형상으로 형성될 수도 있다. 상기 헤드부(300)가 상기 언급한 바와 같이 형성되면, 도 6에 도시된 바와 같이 막대형 바디(100)를 기울여 사용할 때에는 헤드부(300)의 측면 부위가 터치스크린(10)을 가압하게 되어 유효 접촉 면적이 증가되고, 도 6에 도시된 경우보다 막대형 바디(100)를 세워 사용할 때에는 헤드부(300)의 모서리 부위가 터치스크린(10)을 가압하게 되어 유효 접촉 면적이 감소된다는 효과를 얻을 수 있다. 즉, 사용자는 터치 영역이 매우 좁은 경우에는 유효 접촉 면적이 좁아지도록 막대형 바디(100)를 세워 사용하고, 신호입력 신뢰성이 높아야 하는 경우에는 유효 접촉 면적이 넓어지도록 막대형 바디(100)를 눕혀 사용함으로써, 상황에 맞는 다양한 종류의 터치를 할 수 있게 된다.

이때, 상기 탄성체(200)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 헤드부(300)의 끝단에 결합되도록 구성될 수도 있으나, 헤드부(300)와의 결합이 보다 안정적으로 유지될 수 있도록 도 5에 도시된 바와 같이 일측이 헤드부(300)의 내측으로 인입되어 결합될 수도 있다.

도 7 및 도 8은 본 발명에 의한 정전식 터치기구에 포함되는 헤드부(300)의 또 다른 실시예의 사시도 및 단면도이다.

탄성체(200)가 원기둥 형상으로 형성되는데 헤드부(300)가 다각형 기둥으로 형성되는 경우, 탄성체(200)의 끝단을 헤드부(300)의 일단에 결합시키게 되면 탄성체(200)와 헤드부(300) 간의 접촉 면적이 작으므로 결합력이 떨어진다는 문제가 발생될 수 있다.

이와 같은 문제를 해결할 수 있도록, 상기 헤드부(300)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 터치스크린(10)을 가압하는 부위에만 평면이 형성될 수 있다. 이와 같이 헤드부(300) 중 터치스크린(10)을 가압하는 측에만 평면을 형성하는 경우, 상기 평면 부위가 터치스크린(10)을 가압하도록 조작하여 터치스크린(10)과의 유효 접촉 면적을 넓게 확보할 수 있고, 헤드부(300) 중 탄성체(200)와 결합되는 측을 탄성체(200)의 형상에 맞게 제작하여 탄성체(200)와 헤드부(300) 간의 접촉 면적을 증대시킴으로써 헤드부(300)와 탄성체(200) 간의 결합성을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다. 이때, 헤드부(300) 중 탄성체(200)와 결합되는 측을 탄성체(200)의 형상에 맞게 제작하는 경우, 상기 탄성체(200)는 도 8에 도시된 바와 같이 끝단(도 8에서는 상단)이 헤드부(300)의 일단(도 8에서는 하단)에 접촉되도록 결합될 수도 있고, 도 5를 참조하여 설명한 바와 같이 끝단측 일부가 헤드부(300) 내측으로 인입되도록 결합될 수도 있다.

도 9는 본 발명에 의한 정전식 터치기구 제2 실시예의 사시도이고, 도 10은 본 발명에 의한 정전식 터치기구 제2 실시예의 종단면도이다.

또한 본 발명에 의한 도전성 터치기구는, 볼펜 뚜껑과 같이 봉 또는 바(bar) 형상의 필기구에 착탈 가능한 구조로 구성될 수도 있다. 즉, 본 발명에 의한 도전성 터치기구는 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 전체 또는 일부가 도전성 재료로 제작되며 봉 또는 바(bar) 형상의 막대형 바디(100)의 일측에 착탈 가능한 구조로 구성되는 착탈본체(600)와, 상기 착탈본체(600) 중 막대형 바디(100)와 결합되는 측의 반대편에 결합되는 탄성체(200)와, 상기 탄성체(200) 중 착탈본체(600)가 결합된 반대편에 결합되는 헤드부(300)와, 상기 헤드부(300)와 상기 탄성체(200)를 감싸도록 결합되는 도전성 시트(400)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 착탈본체(600)는 사용자가 손으로 쥐었을 때 도전성 시트(400)에 흐르는 전류를 사용자의 신체로 전달시킬 수 있도록, 전체 또는 일부가 도전성 재료로 제작된다. 이때, 탄성체(200)와 헤드부(300)와 도전성 시트(400)는, 도 1 내지 도 8에 도시된 실시예에 동일하게 적용되고 있는바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이와 같이 본 발명에 의한 도전성 터치기구가 필기구에 착탈 가능한 구조로 구성되면, 터치스크린(10) 조작 시에는 필기구에 장착시켜 사용하고, 터치스크린(10) 조작이 필요 없을 때에는 필기구로부터 분리시켜 보관할 수 있으므로, 제품의 소형화가 가능해지며, 휴대성 및 보관성이 향상된다는 장점이 있다. 또한 사용자는, 터치스크린(10) 조작과 필기를 번갈아 가면서 해야할 필요가 있는 경우, 자신이 사용하는 필기구의 뒤쪽(필기촉이 있는 반대편)에 도전성 터치기구를 결합시켜 사용함으로써 필기와 터치스크린(10) 조작을 번갈아가면서 용이하게 할 수 있다는 장점이 있다.

또한 상기 착탈본체(600)에는, 주머니 등에 꼽힐 수 있도록 막대형 바디(100)의 길이방향을 따라 연장되는 연장부(610)를 추가로 구비할 수 있다.

도 11은 본 발명에 의한 정전식 터치기구 제3 실시예의 사시도이고, 도 12는 본 발명에 의한 정전식 터치기구 제3 실시예의 종단면도이다.

착탈본체(600)는 전류가 흐를 수 있도록 도전성 재료로 제작되어야 함과 동시에, 필기구가 용이하게 삽입 및 분리될 수 있도록 일정 수준 이상의 탄성을 가져야 한다. 이때, 상기 착탈본체(600)가 도전성 금속으로 제작되는 경우 탄성이 적어지며, 상기 착탈본체(600)가 탄성을 갖는 도전성 합성수지로 제작되는 경우 제조비용이 크게 증가된다는 단점이 있다.

따라서 상기 착탈본체(600)는 일부만이 도전성 재료로 제작되도록 즉, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이 외측 표면을 따라 연장되되 일측이 상기 도전성 시트(400)와 접촉되는 도전성 밴드(620)를 포함하도록 구성될 수 있다. 이와 같이 착탈본체(600) 중 도전성 밴드(620)만을 도전성 재료로 제작하고 나머지 부분은 비도전성 재료로 제작하는 경우, 도전성을 유지하면서 제조비용을 절감할 수 있다는 장점이 있다. 이때, 상기 도전성 밴드(620)는 연장부(610)에만 구비될 수도 있고, 본 실시예에 도시된 바와 같이 착탈본체(600)의 외주면 전체에 걸쳐 고르게 구비될 수도 있다. 즉, 상기 도전성 밴드(620)의 배열형상 및 개수는 여러 조건에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

한편, 이와 같은 도전성 밴드(620)는 도 1 내지 도 8에 도시된 실시예에도 적용될 수 있다. 즉, 상기 도전성 스트랩(500)은, 외측 표면을 따라 연장되되 일측이 상기 도전성 시트(400)와 접촉되는 도전성 밴드(620)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 이와 같이 도전성 스트랩(500)이 도전성 밴드(620)를 구비하도록 구성될 때의 효과는, 착탈본체(600)가 도전성 밴드(620)를 구비하도록 구성될 때의 효과와 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 13은 본 발명에 의한 정전식 터치기구 제4 실시예의 사시도이다.

착탈본체(600)는, 도 9 내지 도 12에 도시된 바와 같이 필기구(본 실시예에서는 막대형 바디(100))의 일단이 끼워맞춤 방식으로 삽입되도록 결합될 수도 있고, 측벽에 상기 막대형 바디(100)의 길이방향을 따라 슬릿(630)을 형성하여 상기 슬릿(630)을 통해 막대형 바디(100)가 삽입 및 분리되도록 구성될 수도 있다. 물론, 상기 슬릿(630)은 평상시에는 막대형 바디(100)의 직경보다 폭이 작지만, 외력에 의해 벌어졌을 때에는 막대형 바디(100)가 통과할 수 있는 크기로 폭이 증가될 수 있도록 탄성을 갖는 재료로 제작되어야 할 것이다.

이와 같이 상기 착탈본체(600)가 막대형 바디(100) 삽입용 슬릿(630)을 구비하도록 구성되면, 막대형 바디(100)의 직경이 어느 정도 줄어들거나 늘어나더라도 막대형 바디(100)가 결합 및 탈거될 수 있으므로, 본 발명에 의한 정전식 터치기구를 다양한 종류의 필기구에 장착시킬 수 있다는 장점이 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

10 : 터치스크린 100 : 막대형 바디
200 : 탄성체 300 : 헤드부
400 : 도전성 시트 500 : 도전성 스트랩
600 : 착탈본체 610 : 연장부
620 : 도전성 밴드 630 : 슬릿

Claims

봉 또는 바(bar) 형상의 막대형 바디;
상기 막대형 바디의 길이방향 일측 끝단에 결합되는 탄성체;
상기 탄성체에 결합되는 헤드부;
상기 헤드부와 상기 탄성체와 상기 막대형 바디의 일측 외주면을 감싸도록 결합되는 도전성 시트;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 정전식 터치기구.
제1항에 있어서,
상기 탄성체는 도전성을 갖는 재료로 제작되는 것을 특징으로 하는 정전식 터치기구.
제1항에 있어서,
상기 탄성체는, 상기 막대형 바디의 길이방향으로 압축탄성을 가지며, 상기 막대형 바디의 길이방향과 교차하는 방향으로 굽힘탄성을 갖는 것을 특징으로 하는 정전식 터치기구.
제1항에 있어서,
상기 탄성체는 금속으로 제작되며 상기 막대형 바디의 길이방향으로 압축 및 팽창되는 코일스프링이고,
상기 탄성체의 길이방향 일단은 상기 막대형 바디의 길이방향 일측 끝단에 결합되고, 상기 헤드부는 상기 탄성체의 길이방향 타단에 결합되는 것을 특징으로 하는 정전식 터치기구.
제1항에 있어서,
전체 또는 일부가 도전성 재료로 제작되어, 상기 도전성 시트를 상기 막대형 바디의 일측 외주면에 결합시키는 도전성 스트랩을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전식 터치기구.
제5항에 있어서,
상기 도전성 시트는, 상기 탄성체 전체와 상기 헤드부 전체와 상기 막대형 바디 외주면 일부를 둘러싸도록 장착되며,
상기 도전성 스트랩은 원통 형상으로 형성되어, 상기 도전성 시트 중 상기 막대형 바디의 외주면 일부를 둘러싸는 부위와 상기 탄성체를 둘러싸는 부위 일부를 감싸도록 장착되는 것을 특징으로 하는 정전식 터치기구.
제5항에 있어서,
상기 도전성 스트랩은, 외측 표면을 따라 연장되되 일측이 상기 도전성 시트와 접촉되는 도전성밴드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전식 터치기구.
전체 또는 일부가 도전성 재료로 제작되며, 봉 또는 바(bar) 형상의 막대형 바디의 일측에 착탈 가능한 구조로 구성되는 착탈본체;
상기 착탈본체 중 상기 막대형 바디와 결합되는 측의 반대편에 결합되는 탄성체;
상기 탄성체 중 상기 착탈본체가 결합된 반대편에 결합되는 헤드부;
상기 헤드부와 상기 탄성체를 감싸도록 결합되는 도전성 시트;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 정전식 터치기구.
제8항에 있어서,
상기 탄성체는 도전성을 갖는 재료로 제작되는 것을 특징으로 하는 정전식 터치기구.
제8항에 있어서,
상기 탄성체는, 상기 착탈본체의 길이방향으로 압축탄성을 가지며, 상기 착탈본체의 길이방향과 교차하는 방향으로 굽힘탄성을 갖는 것을 특징으로 하는 정전식 터치기구.
제8항에 있어서,
상기 탄성체는, 금속으로 제작되며 상기 착탈본체의 길이방향으로 압축 및 팽창되는 코일스프링이며, 상기 헤드부가 결합된 반대편 일부가 상기 착탈본체에 삽입되는 것을 특징으로 하는 정전식 터치기구.
제8항에 있어서,
상기 착탈본체는, 상기 막대형 바디의 길이방향을 따라 연장되는 연장부를 구비하는 것을 특징으로 하는 정전식 터치기구.
제8항에 있어서,
상기 착탈본체는, 외측 표면을 따라 연장되되 일측이 상기 도전성 시트와 접촉되는 도전성밴드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전식 터치기구.
제13항에 있어서,
상기 착탈본체는 상기 막대형 바디의 길이방향을 따라 연장되는 연장부를 구비하고, 상기 도전성밴드는 상기 연장부의 외측면에 구비되는 것을 특징으로 하는 정전식 터치기구.
제8항에 있어서,
상기 착탈본체는, 상기 막대형 바디의 일단이 끼워맞춤 방식으로 삽입되어 결합되는 것을 특징으로 하는 정전식 터치기구.
제8항에 있어서,
상기 착탈본체는, 상기 막대형 바디의 길이방향을 따라 길게 형성된 슬릿을 구비하되, 상기 막대형 바디가 통과할 수 있는 크기로 상기 슬릿의 폭이 벌어질 수 있도록 탄성을 갖는 것을 특징으로 하는 정전식 터치기구.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 헤드부는, 도전성금속 또는 도전성 고무로 제작되는 것을 특징으로 하는 정전식 터치기구.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 헤드부는, 상기 탄성체와 결합된 반대편이 볼록한 곡면을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 정전식 터치기구.
제18항에 있어서,
상기 헤드부는, 상기 탄성체와 결합된 측으로 갈수록 곡률이 작아지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 정전식 터치기구.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 헤드부는, 다면체 블록 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 정전식 터치기구.
제20항에 있어서,
상기 헤드부는, 상기 탄성체와 결합된 반대편으로 갈수록 둘레가 작아지는 다각형 기둥 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 정전식 터치기구.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 헤드부는, 상기 탄성체와 결합된 반대편 일부에만 평면이 형성되는 것을 특징으로 하는 정전식 터치기구.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도전성 시트는, 도전사를 포함하도록 방직된 도전성 원단인 것을 특징으로 하는 정전식 터치기구.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 탄성체와 헤드부는 일체로 제작되는 것을 특징으로 하는 정전식 터치기구.