KR101549010B1 - 휴대용 단말기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터치스크린과 스타일러스펜에 의해 다양한 사용자 입력이 가능한 휴대용 단말기에 관한 것이다. 본 발명에서 스타일러스펜은 터치센서와 스타일러스펜 사이에 발생하는 정전용량을 변화시켜 터치센서에 다양한 사용자 입력신호를 전달할 수 있으므로 단말기에서 사용되는 소프트웨어의 활용범위가 확장되는 효과가 있다.

스타일러스펜, 터치센서, 근접터치, 전도체, 정전용량

Description

휴대용 단말기{MOBILE TERMINAL}

본 발명은 디지털 또는 아날로그 데이터를 송수신하여 데이터를 처리하는 휴대용 단말기에 관한 것이다.

일반적으로 휴대용 단말기는 이동통신 기지국 등을 통해 사용자와 사용자 또는 사용자와 서비스 업자 사이에서 무선 통신 기능을 제공해주는 기기를 의미하는 것으로서, 음성 및 영상 통화 기능, 데이터 송수신 및 저장이 가능한 전자기기이다.

휴대용 단말기는 그 기술의 발달로 인하여 단순한 음성 정보만을 전달하는 단계를 넘어서서 문자 정보, 화상 정보, 게임 등 다양한 형태의 콘텐츠를 사용자에게 제공한다.

이와 같은 휴대용 단말기는 피디에이(PDA), 디엠비(Digital Multimedia Broadcasting, DMB) 서비스 및 휴대용 멀티미디어 기기(Personal Multimedia Player; PMP) 등의 기능을 통합하는 지능형 멀티 단말기 형태로 구현되고 있으며, 생활에서 가장 중요한 필수품으로 인식되고 있다.

이와 같은 휴대용 단말기는 여러 가지 방식으로 온오프 및 소정의 기능을 실 행시키는데 그 형태에 따라 크게 바 타입(bar type), 플립 타입(flip type), 폴더 타입(folder type) 및 슬라이딩 타입(sliding type)으로 나눌 수 있다.

최근 휴대용 단말기는 경박단소화에 대한 요구에 따라 별도의 키패드가 없어지고 터치스크린 방식의 디스플레이 장치를 사용하는 추세이다. 터치스크린 방식의 디스플레이 장치는 키패드와 같은 별도의 입력장치를 사용하지 않고, 화면에 나타난 문자나 특정위치에 스타일러스펜 또는 손가락 등이 닿으면 그 위치를 파악하여 특정한 기능을 처리하도록 한 것이다. 즉, 스타일러스펜이 터치스크린 상의 아이콘, 메뉴 화면 등에 접촉되면, 휴대용 기기 등은 사용자의 입력을 인식하여 설정된 기능을 수행하게 된다.

이와 같은 터치스크린은 스타일러스펜 또는 손가락 등을 접촉하는 것만으로 컴퓨터, 휴대용 기기 등을 직관적으로 쉽게 사용할 수 있으나, 사용자의 입력을 다단계로 세분화하여 인식하지 못하고 단일 입력신호로만 인식하므로 단말기 내 소프트웨어의 기능이 다양하게 수행되기 어렵다는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 다양한 입력신호를 발생시킬 수 있는 스타일러스펜이 구비된 휴대용 단말기를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 터치센서와; 전도체가 이동가능하게 구비되는 스타일러스펜과; 상기 터치센서와 전도체의 이격 거리에 따라 서로 다른 신호를 판별하는 제어부를 포함하여 구성된다.

상기 제어부는 상기 터치센서와 상기 전도체 사이에 발생되는 정전용량의 변화에 따라 서로 다른 근접터치신호를 출력한다.

상기 전도체는 상기 스타일러스펜의 내부에서 상기 터치센서에 대해 가까워지거나 멀어지도록 구비된다.

상기 스타일러스펜에는 상기 전도체의 이동을 제어하기 위한 동작부재가 상기 스타일러스펜의 외면에 노출되도록 더 구비된다.

상기 동작부재는 상기 전도체의 이동방향에 수직한 방향으로 이동되어 상기 전도체를 이동시키는 버튼타입으로 구비된다.

상기 전도체와 상기 동작부재에는 상기 전도체와 상기 동작부재의 이동방향에 대해 각각 경사지게 형성되는 연동경사면과 구동경사면이 서로 대응되도록 구비된다.

상기 스타일러스팬의 내부에는 상기 동작부재에 의해 이동된 상기 전도체를 원래 위치로 복원시키기 위한 탄성부재가 구비된다.

상기 동작부재는 원판형상으로 형성되고 회전에 의하여 상기 전도체를 이동시키는 휠 타입으로 구비된다.

상기 동작부재의 외주면에는 피니언기어가 구비되고, 상기 피니언기어에 대응되는 상기 전도체의 일면에는 렉기어가 상기 전도체의 이동방향을 따라 구비된다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 터치스크린과; 상기 터치스크린의 표면에 발생되는 정전용량을 변화시키는 스타일러스펜과; 정전용량의 변화에 따라 서로 다른 근접터치신호를 판별하는 제어부를 포함하여 구성된다.

상기 스타일러스펜에는 차례로 적층되어 정전용량을 변화시키는 다수 개의 전도체가 구비된다.

상기 다수 개의 전도체는 상기 스타일러스펜의 내부에서 개별적으로 이동가능하게 구비된다.

상기 스타일러스펜의 선단에는 정전용량을 변화시킬 수 있는 가변콘덴서가 구비된다.

상기 터치스크린은 근접터치의 근접 깊이에 따라 상기 전도체와 상기 터치센서 사이에 발생되는 정전용량의 변화를 둘 이상의 단계로 구분하여 근접터치신호를 출력하고, 상기 제어부는 상기 근접터치신호를 입력받아 다단계의 근접터치를 판별한다.
또한, 본 발명은 디스플레이부를 구비한 단말기 본체; 터치센서; 상기 터치센서에 근접 시 제1 명령을 입력하며 제2 명령을 입력하기 위하여 외측에 버튼을 구비한 스타일러스펜; 및 상기 제1 명령이 입력되면 제1 동작을 수행하고, 상기 제2 명령이 입력되면 상기 제1 동작과 구별되는 제2 동작을 수행하는 제어부를 포함하는 휴대용 단말기를 제공한다.
상기 제어부는, 상기 제1 명령이 입력되면 상기 스타일러스펜의 위치에 상응하는 대상아이콘을 지정하며, 상기 제2 명령이 입력되면 상기 디스플레이부에 메뉴창을 출력할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 명령이 입력되면 상기 스타일러스펜의 위치에 상응하는 대상아이콘을 지정하며, 상기 제2 명령이 입력되면 스크롤 동작을 수행할 수 있다.
상기 스타일러스펜은, 내부에 설치공간을 포함하며 외관을 형성하는 하우징; 및 상기 설치공간에 위치하며 상기 터치센서에 근접시 상기 터치센서에 정정용량을 변화시키는 전도체를 포함하고, 상기 버튼은 상기 전도체의 위치를 변화시킬 수 있다.
상기 버튼은 상기 전도체의 위치를 연속적으로 변화시키는 휠일 수 있다.

본 발명에서 스타일러스펜은 터치센서와 스타일러스펜 사이에 발생하는 정전용량을 변화시켜 터치센서에 다양한 사용자 입력신호를 전달할 수 있으므로 단말기에서 사용되는 소프트웨어의 활용범위가 확장되는 효과가 있다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 휴대용 단말기의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 명세서에서 설명되는 휴대용 단말기에는 휴대폰, 스마트폰(smart phone), 노트북컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, 피디에이(PDA, Personal Digital Assistants), 피엠피(PMP, Portable Multimedia Player), 네비게이션 등이 포함될 수 있다.

도 1에는 본 발명에 의한 휴대용 단말기의 구성을 보인 블록 구성도(block diagram)가 도시되어 있다.

이 도면에 도시된 바에 따르면, 휴대용 단말기(100)(이하 '단말기')는 무선 통신부(110), A/V(Audio/Video) 입력부(120), 사용자입력부(130), 센싱부(140), 출 력부(150), 메모리부(160), 인터페이스부(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 무선 통신부(110)는 상기 단말기(100)와 무선 통신시스템 사이 또는 상기 단말기(100)와 상기 단말기(100)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함하여 구성된다. 예를 들어, 상기 무선 통신부(110)는 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114) 및 위치정보 모듈(115) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 방송 수신 모듈(111)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보를 수신한다.

상기 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널 등을 의미할 수 있다. 상기 방송 관리 서버는, 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 생성하여 송신하는 서버 또는 기 생성된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 제공받아 단말기(100)에 송신하는 서버 등을 의미할 수 있다.

상기 방송 신호는, TV 방송 신호, 라디오 방송 신호, 데이터 방송 신호를 포함할 뿐만 아니라, TV 방송 신호 또는 라디오 방송 신호에 데이터 방송 신호가 결합한 형태의 방송 신호도 포함할 수 있다.

한편, 상기 방송 관련 정보는, 방송 채널, 방송 프로그램 또는 방송 서비스 제공자에 관련된 정보를 의미할 수 있다. 상기 방송 관련 정보는 이동통신망을 통하여도 제공될 수 있으며, 이러한 경우에는 상기 이동통신 모듈(112)에 의해 수신될 수 있다.

상기 방송 관련 정보는 다양한 형태로 존재할 수 있다. 예를 들어, DMB(Digital Multimedia Broadcasting)의 EPG(Electronic Program Guide) 또는 DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld)의 ESG(Electronic Service Guide) 등의 형태로 존재할 수 있다.

상기 방송 수신 모듈(111)은, 각종 방송 시스템을 이용하여 방송 신호를 수신하는데, 특히, DMB-T(Digital Multimedia Broadcasting-Terrestrial), DMB-S(Digital Multimedia Broadcasting-Satellite), MediaFLO(Media Forward Link Only), DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld), ISDB-T(Integrated Services Digital Broadcast-Terrestrial) 등의 디지털 방송 시스템을 이용하여 디지털 방송 신호를 수신할 수 있다.

물론, 상기 방송 수신 모듈(111)은, 상술한 디지털 방송 시스템뿐만 아니라 방송 신호를 제공하는 모든 방송 시스템에 적합하도록 구성된다. 방송 수신 모듈(111)을 통해 수신된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보는 메모리부(160)에 저장될 수 있다.

또한, 상기 이동통신 모듈(112)은, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 여기에서, 상기 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.

상기 무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 상기 무선 인터넷 모듈(113)은 단말기(100)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무 선 인터넷 기술로는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등이 이용될 수 있다.

상기 근거리 통신 모듈(114)은 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다. 근거리 통신 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 등이 이용될 수 있다.

또한, 상기 위치 정보 모듈(115)은 지피에스(GPS, Global Position System)등과 같이 단말기(100)의 위치를 획득하기 위한 모듈로서 복수 개의 인공위성으로부터 위치 정보를 수신한다.

한편, A/V(Audio/Video) 입력부(120)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 이에는 카메라(121)와 마이크(122) 등이 포함될 수 있다.

상기 카메라(121)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 그리고, 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시될 수 있다.

상기 카메라(121)에서 처리된 화상 프레임은 메모리부(160)에 저장되거나 무선 통신부(110)를 통하여 외부로 전송될 수 있다. 카메라(121)는 단말기(100)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다.

상기 마이크(122)는 통화모드 또는 녹음모드, 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 음향 신호를 입력받아 전기적인 음성 데이터로 처 리한다.

그리고, 처리된 음성 데이터는 통화 모드인 경우 이동통신 모듈(112)를 통하여 이동통신 기지국으로 송신 가능한 형태로 변환되어 출력될 수 있다. 마이크(122)는 외부의 음향 신호를 입력받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)를 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.

상기 사용자 입력부(130)는 사용자가 단말기(100)의 동작 제어를 위하여 입력하는 키 입력 데이터를 발생시킨다. 상기 사용자 입력부(130)는 키 패드(key pad), 돔 스위치(dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다.

상기 센싱부(140)는 단말기(100)의 개폐 상태, 단말기(100)의 위치, 사용자 접촉 유무, 단말기(100)의 방위, 단말기(100)의 가속/감속 등과 같이 단말기(100)의 현 상태를 감지하여 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킨다.

예를 들어 상기 단말기(100)가 슬라이드 폰 형태인 경우 슬라이드 폰의 개폐 여부를 센싱할 수 있다. 또한, 전원 공급부(190)의 전원 공급 여부, 인터페이스부(170)의 외부 기기 결합 여부 등과 관련된 센싱 기능을 담당한다. 한편, 상기 센싱부(140)는 근접 센서(141)를 포함할 수도 있다.

상기 출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 이에는 디스플레이부(151), 음향 출력 모듈(152), 알람 출력 모듈(153), 햅틱 모듈(154) 및 프로젝터 모듈(155) 등이 포함될 수 있다.

상기 디스플레이부(151)는 상기 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시 출력한다. 예를 들어 상기 단말기(100)가 통화 모드인 경우 통화와 관련된 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시한다. 그리고 상기 단말기(100)가 화상 통화 모드 또는 촬영 모드인 경우 촬영 또는/및 수신된 영상 또는 UI, GUI를 표시한다.

상기 디스플레이부(151)는 액정 디스플레이(liquid crystal display), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

이들 중 일부 디스플레이는 그를 통해 외부를 볼 수 있도록 투명형 또는 광투과형으로 구성될 수 있다. 이는 투명 디스플레이라 호칭될 수 있는데, 상기 투명 디스플레이의 대표적인 예로는 TOLED(Transparant OLED) 등이 있다.

디스플레이부(151)의 후방 구조 또한 광 투과형 구조로 구성될 수 있다. 이러한 구조에 의하여, 사용자는 단말기 바디의 디스플레이부(151)가 차지하는 영역을 통해 단말기 바디의 후방에 위치한 사물을 볼 수 있다.

그리고 상기 단말기(100)의 구현 형태에 따라 디스플레이부(151)가 2개 이상 존재할 수도 있다. 예를 들어, 상기 단말기(100)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.

상기 디스플레이부(151)와 터치 동작을 감지하는 센서(이하, '터치 센서')가 상호 레이어 구조를 이루는 경우(이하, '터치 스크린')에, 디스플레이부(151)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다. 터치 센서는, 예를 들어, 터치 필름, 터치 시트, 터치 패드 등의 형태를 가질 수 있다.

터치 센서는 상기 디스플레이부(151)의 특정 부위에 가해진 압력 또는 디스플레이부(151)의 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는 터치 되는 위치 및 면적뿐만 아니라, 터치 시의 압력까지도 검출할 수 있도록 구성될 수 있다.

터치 센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어부로 보내진다. 터치 제어부는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(180)로 전송한다. 이로써, 제어부(180)는 디스플레이부(151)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다.

도 1을 참조하면, 상기 터치스크린에 의해 감싸지는 단말기(100)의 내부 영역 또는 상기 터치 스크린의 근처에 근접 센서(141)가 배치될 수 있다. 상기 근접 센서는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 근접 센서는 접촉식 센서보다는 그 수명이 길며 그 활용도 또한 높다.

상기 근접 센서의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다.

이하에서는 설명의 편의를 위해, 상기 터치스크린 상에 포인터가 접촉되지 않으면서 근접되어 상기 포인터가 상기 터치스크린 상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 "근접 터치(proximity touch)"라고 칭하고, 상기 터치스크린 상에 포인터가 실제로 접촉되는 행위를 "접촉 터치(contact touch)"라고 칭한다.

상기 터치스크린 상에서 포인터로 근접 터치가 되는 위치라 함은, 상기 포인터가 근접 터치될 때 상기 포인터가 상기 터치스크린에 대해 수직으로 대응되는 위치를 의미한다.

상기 근접센서는, 근접 터치와, 근접 터치 패턴(예를 들어, 근접 터치 거리, 근접 터치 방향, 근접 터치 속도, 근접 터치 시간, 근접 터치 위치, 근접 터치 이동 상태 등)을 감지한다. 상기 감지된 근접 터치 동작 및 근접 터치 패턴에 상응하는 정보는 터치 스크린상에 출력될 수 있다.

상기 음향 출력 모듈(152)은 호신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리부(160)에 저장된 오디오 데이터를 출력한다. 또한, 상기 음향 출력 모듈(152)은 단말기(100)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력한다. 상기 음향 출력 모듈(152)에는 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다.

상기 알람 출력 모듈(153)은 단말기(100)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 단말기(100)에서 발생되는 이벤트의 예로는 호신호 수신, 메시지 수신, 키 신호 입력, 터치 입력 등이 있다.

상기 알람 출력 모듈(153)은 비디오 신호나 오디오 신호 이외에 다른 형태, 예를 들어 진동으로 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력할 수도 있다. 상기 비디오 신호나 오디오 신호는 디스플레이부(151)나 음성 출력 모듈(152)을 통해서도 출력될 수 있으므로, 상기 디스플레이부(151)나 음성 출력 모듈(152)은 알람부(153)의 일부로 분류될 수도 있다.

햅틱 모듈(haptic module)(154)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(154)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 있다. 햅택 모듈(154)이 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 제어가능하다. 예를 들어, 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다.

햅틱 모듈(154)은, 진동 외에도, 접촉 피부면에 대해 수직 운동하는 핀 배열, 분사구나 흡입구를 통한 공기의 분사력이나 흡입력, 피부 표면에 대한 스침, 전극(eletrode)의 접촉, 정전기력 등의 자극에 의한 효과와, 흡열이나 발열 가능한 소자를 이용한 냉온감 재현에 의한 효과 등 다양한 촉각 효과를 발생시킬 수 있다.

햅틱 모듈(154)은 직접적인 접촉을 통해 촉각 효과의 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 손가락이나 팔 등의 근 감각을 통해 촉각 효과를 느낄 수 있도록 구현할 수도 있다. 햅틱 모듈(154)은 단말기(100)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.

프로젝터 모듈(155)은, 단말기(100)를 이용하여 이미지 프로젝트(project) 기능을 수행하기 위한 구성요소로서, 제어부(180)의 제어 신호에 따라 디스플레이부(151)상에 디스플레이되는 영상과 동일하거나 적어도 일부가 다른 영상을 외부 스크린 또는 벽에 디스플레이할 수 있다.

구체적으로, 프로젝터 모듈(155)은, 영상을 외부로 출력하기 위한 빛(일 예로서, 레이저 광)을 발생시키는 광원(미도시), 광원에 의해 발생한 빛을 이용하여 외부로 출력할 영상을 생성하기 위한 영상 생성 수단 (미도시), 및 영상을 일정 초점 거리에서 외부로 확대 출력하기 위한 렌즈(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 프로젝터 모듈(155)은, 렌즈 또는 모듈 전체를 기계적으로 움직여 영상 투사 방향을 조절할 수 있는 장치(미도시)를 포함할 수 있다.

프로젝터 모듈(155)은 디스플레이 수단의 소자 종류에 따라 CRT(Cathode Ray Tube) 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 모듈 및 DLP(Digital Light Processing) 모듈 등으로 나뉠 수 있다. 특히, DLP 모듈은, 광원에서 발생한 빛이 DMD(Digital Micromirror Device) 칩에 반사됨으로써 생성된 영상을 확대 투사하는 방식으로 프로젝터 모듈(151)의 소형화에 유리할 수 있다.

바람직하게, 프로젝터 모듈(155)은, 단말기(100)의 측면, 정면 또는 배면에 길이 방향으로 구비될 수 있다. 물론, 프로젝터 모듈(155)은, 필요에 따라 단말기(100)의 어느 위치에라도 구비될 수 있음은 당연하다.

메모리부(160)는 제어부(180)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 전화번호부, 메시지, 오디오, 정지영상, 동영상 등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다. 상기 메모리부(160)에는 상기 데이터들 각각에 대한 사용 빈도(예를 들면, 각 전화번호, 각 메시지, 각 멀티미디어에 대한 사용빈도)도 함께 저장될 수 있다. 또한, 상기 메모리부(160)에는 상기 터치스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.

메모리부(160)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 단말기(100)는 인터넷(internet)상에서 상기 메모리부(160)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다.

인터페이스부(170)는 단말기(100)에 연결되는 모든 외부기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(170)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 단말기(100) 내부의 각 구성 요소에 전달하거나, 단말기(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다.

예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트, 외부 충전기 포트, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트, 오디오 I/O(Input/Output) 포트, 비디오 I/O(Input/Output) 포트, 이어폰 포트 등이 인터페이스부(170)에 포함될 수 있다.

식별 모듈은 단말기(100)의 사용 권한을 인증하기 위한 각종 정보를 저장한 칩으로서, 사용자 인증 모듈(User Identify Module, UIM), 가입자 인증 모 듈(Subscriber Identify Module, SIM), 범용 사용자 인증 모듈(Universal Subscriber Identity Module, USIM) 등을 포함할 수 있다. 식별 모듈이 구비된 장치(이하 '식별 장치')는, 스마트 카드(smart card) 형식으로 제작될 수 있다. 따라서 식별 장치는 포트를 통하여 단말기(100)와 연결될 수 있다.

상기 인터페이스부는 단말기(100)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 상기 크래들로부터의 전원이 상기 단말기(100)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 상기 단말기(100)로 전달되는 통로가 될 수 있다. 상기 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은 상기 단말기(100)가 상기 크래들에 정확히 장착되었음을 인지하기 위한 신호로 동작될 수도 있다.

제어부(controller, 180)는 통상적으로 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행한다.

제어부(180)는 멀티 미디어 재생을 위한 멀티미디어 모듈(181)을 구비할 수도 있다. 멀티미디어 모듈(181)은 제어부(180) 내에 구현될 수도 있고, 제어부(180)와 별도로 구현될 수도 있다.

상기 제어부(180)는 상기 터치스크린 상에서 행해지는 필기 입력 또는 그림 그리기 입력을 각각 문자 및 이미지로 인식할 수 있는 패턴 인식 처리를 행할 수 있다.

전원 공급부(190)는 제어부(180)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.

여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.

하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시예들이 제어부(180) 자체로 구현될 수 있다.

소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 메모리부(160)에 저장되고, 제어부(180)에 의해 실행될 수 있다.

도 2a 및 도 2b에는 본 발명에 의한 휴대용 단말기의 바람직한 실시예의 구성을 각각 보인 사시도가 도시되어 있다.

도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 단말기(100)는 바 형태의 단말기 바디를 구비하고 있다. 다만, 본 발명은 여기에 한정되지 않고, 2 이상의 바디들이 상대 이동 가능하게 결합되는 슬라이드 타입, 폴더 타입, 스윙 타입, 스위블 타입 등 다양한 구조에 적용이 가능하다.

바디는 외관을 이루는 케이스(케이싱, 하우징, 커버 등)를 포함한다. 본 실시예에서, 케이스는 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)로 구분될 수 있다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)의 사이에 형성된 공간에는 각종 전자부품들이 내장된다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102) 사이에는 적어도 하나의 중간 케이스가 추가로 배치될 수도 있다.

케이스들은 합성수지를 사출하여 형성되거나 금속 재질, 예를 들어 스테인레스 스틸(STS) 또는 티타늄(Ti) 등과 같은 금속 재질을 갖도록 형성될 수도 있다.

단말기 바디, 주로 프론트 케이스(101)에는 디스플레이부(151), 음향출력부(152), 카메라(121), 사용자 입력부(130/131,132), 마이크(122), 인터페이스부(170) 등이 배치될 수 있다.

디스플레이부(151)는 프론트 케이스(101)의 주면의 대부분을 차지한다. 디스플레이부(151)의 양단부 중 일 단부에 인접한 영역에는 음향출력부(152)와 카메라(121)가 배치되고, 다른 단부에 인접한 영역에는 사용자 입력부(131)와 마이크(122)가 배치된다. 사용자 입력부(132)와 인터페이스부(170) 등은 프론트 케이스(101) 및 리어 케이스(102)의 측면들에 배치될 수 있다.

사용자 입력부(130)는 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력받기 위해 조작되는 것으로서, 복수의 조작 유닛들(131,132)을 포함할 수 있다. 조작 유 닛들(131,132)은 조작부(manipulating portion)로도 통칭 될 수 있으며, 사용자가 촉각 적인 느낌을 가면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다.

제1 또는 제2조작 유닛들(131, 132)에 의하여 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 조작 유닛(131)은 시작, 종료, 스크롤 등과 같은 명령을 입력받고, 제2 조작 유닛(132)은 음향출력부(152)에서 출력되는 음향의 크기 조절 또는 디스플레이부(151)의 터치 인식 모드로의 전환 등과 같은 명령을 입력받을 수 있다.

도 2b는 도 2a에 도시된 단말기의 후면 사시도이다.

도 2b를 참조하면, 단말기 바디의 후면, 다시 말해서 리어 케이스(102)에는 카메라(121')가 추가로 장착될 수 있다. 카메라(121')는 카메라(121, 도 2a 참조)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지며, 카메라(121)와 서로 다른 화소를 가지는 카메라일 수 있다.

예를 들어, 카메라(121)는 화상 통화 등의 경우에 사용자의 얼굴을 촬영하여 상대방에 전송함에 무리가 없도록 저 화소를 가지며, 카메라(121')는 일반적인 피사체를 촬영하고 바로 전송하지는 않는 경우가 많기에 고 화소를 가지는 것이 바람직하다. 카메라(121,121')는 회전 또는 팝업(pop-up) 가능하게 단말기 바디에 설치될 수도 있다.

카메라(121')에 인접하게는 플래쉬(123)와 거울(124)이 추가로 배치된다. 플래쉬(123)는 카메라(121')로 피사체를 촬영하는 경우에 피사체를 향해 빛을 비추게 된다. 거울(124)은 사용자가 카메라(121')를 이용하여 자신을 촬영(셀프 촬영)하고자 하는 경우에, 사용자 자신의 얼굴 등을 비춰볼 수 있게 한다.

단말기 바디의 후면에는 음향 출력부(152')가 추가로 배치될 수도 있다. 음향 출력부(152')는 음향 출력부(152, 도 2a 참조)와 함께 스테레오 기능을 구현할 수 있으며, 통화시 스피커폰 모드의 구현을 위하여 사용될 수도 있다.

단말기 바디의 측면에는 통화 등을 위한 안테나 외에 방송신호 수신용 안테나(미도시)가 추가적으로 배치될 수 있다. 방송수신모듈(111, 도 1 참조)의 일부를 이루는 안테나는 단말기 바디에서 인출 가능하게 설치될 수 있다.

단말기 바디에는 단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급부(190)가 장착된다. 전원공급부(190)는 단말기 바디에 내장되거나, 단말기 바디의 외부에서 직접 탈착될 수 있게 구성될 수 있다.

리어 케이스(102)에는 터치를 감지하기 위한 터치 패드(135)가 추가로 장착될 수 있다. 터치 패드(135) 또한 디스플레이부(151)와 마찬가지로 광 투과형으로 구성될 수 있다. 이 경우에, 디스플레이부(151)가 양면에서 시각 정보를 출력하도록 구성된다면, 터치 패드(135)를 통해서도 상기 시각 정보를 인지할 수 있게 된다. 상기 양면에 출력되는 정보는 상기 터치 패드(135)에 의해 모두 제어될 수도 있다. 이와 달리, 터치 패드(135)에는 디스플레이가 추가로 장착되어, 리어 케이스(102)에도 터치 스크린이 배치될 수도 있다.

터치 패드(135)는 프론트 케이스(101)의 디스플레이부(151)와 상호 관련되어 작동한다. 터치 패드(135)는 디스플레이부(151)의 후방에 평행하게 배치될 수 있 다. 이러한 터치 패드(135)는 디스플레이부(151)와 동일하거나 작은 크기를 가질 수 있다.

이하, 도 3a 및 3b를 참조하여 디스플레이부(151)와 터치 패드(135)의 서로 연관된 작동 방식에 대하여 살펴본다.

도 3a 및 3b는 본 발명 실시예의 일 작동 상태를 보인 정면도가 도시되어 있다.

디스플레이부(151)에는 다양한 종류의 시각 정보들이 표시될 수 있다. 이들 정보들은 문자, 숫자, 기호, 그래픽, 또는 아이콘 등의 형태로 표시될 수 있다.

이러한 정보의 입력을 위하여 상기 문자, 숫자, 기호, 그래픽 또는 아이콘 들 중 적어도 하나는 일정한 배열을 이루어 표시됨으로써 키패드의 형태로 구현될 수 있다. 이러한 키패드는 소위 '소프트키'라 불릴 수 있다.

도 3a는 단말기 바디의 전면을 통해 소프트키에 가해진 터치를 입력받는 것을 나타내고 있다.

디스플레이부(151)는 전체 영역으로 작동되거나, 복수의 영역들로 나뉘어져 작동될 수 있다. 후자의 경우, 상기 복수의 영역들은 서로 연관되게 작동되도록 구성될 수 있다.

예를 들어, 디스플레이부(151)의 상부와 하부에는 출력창(151a)과 입력창(151b)이 각각 표시된다. 출력창(151a)과 입력창(151b)은 각각 정보의 출력 또는 입력을 위해 할당되는 영역이다. 입력창(151b)에는 전화 번호 등의 입력을 위한 숫자가 표시된 소프트키(151c)가 출력된다. 소프트키(151c)가 터치되면, 터치된 소프 트키에 대응되는 숫자 등이 출력창(151a)에 표시된다. 제1조작 유닛(131)이 조작되면 출력창(151a)에 표시된 전화번호에 대한 호 연결이 시도된다.

도 3b는 단말기 바디의 후면을 통하여 소프트키에 가해진 터치를 입력받는 것을 나타낸다. 도 3a가 단말기 바디를 세로로 배치시킨 경우(portrait)라면, 도 3b는 단말기 바디를 가로로 배치시킨 경우(landscape)를 나타낸다. 디스플레이부(151)는 단말기 바디의 배치 방향에 따라 출력 화면이 변환되도록 구성될 수 있다.

도 3b는 단말기에서 텍스트 입력 모드가 작동되는 것을 나타낸다. 디스플레이부(151)에는 출력창(151a')과 입력창(151b')이 표시된다. 입력창(151b')에는 문자, 기호, 숫자들 중 적어도 하나가 표시된 소프트키(151c')들이 복수로 배열될 수 있다. 소프트키(151c')들은 쿼티(QWERTY)키의 형태로 배열될 수 있다.

터치 패드(135, 도 2b 참조)를 통하여 소프트키(151c')들이 터치 되면, 터치된 소프트키에 대응되는 문자, 숫자, 기호 등이 출력창(151a')에 표시되게 된다. 이와 같이, 터치 패드(135)를 통한 터치 입력은 디스플레이부(151)을 통한 터치 입력에 비하여 터치시 소프트키(151c')가 손가락에 의해 가려지는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다. 디스플레이부(151)와 터치 패드(135)가 투명하게 형성되는 경우에는, 단말기 바디의 후면에 위치한 손가락들을 육안으로 확인할 수 있으므로, 보다 정확한 터치 입력이 가능하다.

이상의 실시예들에 개시된 입력 방식뿐만 아니라, 디스플레이부(151) 또는 터치 패드(135)는 스크롤(scroll)에 의해 터치 입력받도록 구성될 수 있다. 사용자 는 디스플레이부(151) 또는 터치 패드(135)를 스크롤 함으로써 디스플레이부(151)에 표시된 개체, 예를 들어 아이콘 등에 위치한 커서 또는 포인터를 이동시킬 수 있다. 나아가, 손가락을 디스플레이부(151) 또는 터치 패드(135) 상에서 이동시키는 경우, 손가락이 움직이는 경로가 디스플레이부(151)에 시각적으로 표시될 수도 있다. 이는 디스플레이부(151)에 표시되는 이미지를 편집함에 유용할 것이다.

디스플레이부(151)(터치 스크린) 및 터치 패드(135)가 일정 시간 범위 내에서 함께 터치되는 경우에 대응하여, 단말기의 일 기능이 실행될 수도 있다. 함께 터치되는 경우로는, 사용자가 엄지 및 검지를 이용하여 단말기 바디를 집는(clamping) 경우가 있을 수 있다. 상기 일 기능은, 예를 들어, 디스플레이부(151) 또는 터치 패드(135)에 대한 활성화 또는 비활성화 등이 있을 수 있다.

도 1을 참조하여 설명한 근접 센서(141)에 대하여, 도 4를 참조하면서 보다 구체적으로 살펴본다.

도 4에는 본 발명의 실시예에서 근접 센서의 근접 깊이를 설명하기 위한 개념도가 도시되어 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 스타일러스펜(600) 등과 같은 포인터가 상기 터치스크린에 근접하는 경우, 상기 터치스크린 내부 또는 근방에 배치된 상기 근접센서(141)가 이를 감지하여 근접신호를 출력한다.

상기 근접 센서(141)는 상기 근접 터치되는 포인터와 상기 터치스크린 간의 거리(이하 "근접 깊이"라고 함)에 따라 서로 다른 근접 신호를 출력하도록 구성될 수 있다.

도 4에서는 예컨대 3개의 근접 깊이를 감지할 수 있는 근접 센서가 배치된 터치스크린의 단면이 예시되고 있다. 3개 미만 또는 4개 이상의 근접 깊이를 감지하는 근접 센서도 가능함은 물론이다.

구체적으로 살펴보면, 상기 포인터가 상기 터치스크린 상에 완전히 접촉되는 경우(d₀)에는 접촉 터치로 인식된다. 상기 포인터가 상기 터치스크린 상에서 d₁ 거리 미만으로 이격되어 위치하는 경우에는 제 1 근접 깊이의 근접 터치로 인식된다.

상기 포인터가 상기 터치스크린 상에서 d₁ 거리 이상 d₂ 거리 미만으로 이격되어 위치하는 경우에는 제 2 근접 깊이의 근접 터치로 인식된다. 상기 포인터가 상기 터치스크린 상에서 d₂ 거리 이상 d₃ 거리 미만으로 이격되어 위치하는 경우에는 제 3 근접 깊이의 근접 터치로 인식된다. 상기 포인터가 상기 터치스크린 상에서 d₃ 거리 이상으로 이격되어 위치하는 경우에는 근접 터치가 해제된 것으로 인식된다.

따라서, 상기 제어부(180)는 상기 포인터의 근접 깊이 및 근접 위치 등에 따라 상기 근접 터치를 다양한 입력 신호로 인식할 수 있고, 상기 다양한 입력 신호에 따른 다양한 동작 제어를 수행할 수 있다.

도 5에는 본 발명의 실시예에서 한 쌍의 디스플레이부들이 오버랩된 형태에서의 터치 동작에 대한 제어 방법을 설명하기 위한 개념도가 도시되어 있다.

본 도면에 개시된 단말기는 본체에 대해 폴더부가 폴딩(folding) 가능하게 연결된 폴더 형태의 단말기이다. 폴더부에 장착된 제1 디스플레이부(156)는 TOLED 와 같은 광투과형 또는 투명 형이나, 본체에 장착된 제2 디스플레이부(157)는 LCD와 같이 빛이 투과하지 않는 형태여도 무방하다. 제1 및 제2 디스플레이부(156 및 157)는 각각 터치 입력 가능한 터치 스크린으로 구성될 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 디스플레이부 또는 TOLED(156)에 대한 터치{접촉 터치(contact touch) 또는 근접 터치(proximity-touch)}가 감지되면, 제어부(180)는 터치의 종류 및 터치 시간에 따라 TOLED(156)에 표시된 이미지 리스트 중 적어도 하나의 이미지가 선택(select)되거나 실행(run)되게 할 수 있다.

이하, 오버랩(overlap)된 형태에서 외부로 노출된 TOLED(156)에 대한 터치 시 다른 디스플레이부 또는 LCD(157)에 표시된 정보가 제어되는 방식에 대하여, 터치, 롱터치, 롱터치 & 드래그(drag) 등으로 구분된 입력 방식을 기준으로 설명한다.

상기 오버랩된 상태(단말기가 닫힌 상태)에서 TOLED(156)는 LCD(157)의 하 측에 중첩되게 배치된다. 이 상태에서, 앞서 TOLED(156)에 표시된 이미지의 제어를 위한 터치와 다른 방식의 터치, 예를 들어 롱터치(예를 들어, 2초 내지 3초 이상 지속된 터치)가 감지되면, 제어부(180)는 감지된 터치 입력에 따라 LCD(157)에 표시된 이미지 리스트의 적어도 하나의 이미지가 선택되게 한다. 상기 선택된 이미지의 실행에 따른 결과는 상기 TOLED(156)에 표시된다.

상기 롱터치는 LCD(157)에 표시된 개체들 중 원하는 개체를 (그에 대한 실행 동작 없이) 선택적으로 TOLED(156)로 옮길 때도 이용될 수 있다. 즉, 사용자가 LCD(157)의 특정 개체에 대응하는 TOLED(156)의 일 영역을 롱터치할 경우, 제어 부(180)는 해당 개체가 TOLED(156)로 옮겨져서 표시되게 한다. 한편, TOLED(155)에 표시되어 있는 개체 역시, TOLED(156)에 대한 소정 터치입력, 예를 들어 플리킹(flicking), 스월링(swirling) 등에 따라 LCD(157)로 옮겨서 표시할 수 있다. 본 도면에서는 LCD(156)에 표시된 2번 메뉴가 TOLED(156)로 옮겨져서 표시된 경우를 예시하고 있다.

롱터치와 함께 다른 입력, 예를 들어 드래그가 추가로 감지된 경우라면, 제어부(180)는 롱터치에 의해 선택된 이미지와 관련된 기능으로서, 예를 들어 상기 이미지에 대한 미리보기 화면이 TOLED(156)에 표시되게 할 수 있다. 본 도면에는 2번 메뉴(이미지 파일)에 대한 미리보기(남자 사진)가 행하여진 경우가 예시되어 있다.

상기 미리보기 화면이 출력된 상태에서, 상기 롱터치를 유지하면서 추가로 TOLED(156)에 다른 이미지를 향한 드래그가 이루어지면, 제어부(180)는 LCD(157)의 선택커서(혹은 선택바)를 움직이고, 상기 선택커서가 선택한 이미지를 미리보기 화면(여자 사진)에 표시한다. 이후, 상기 터치(롱터치 및 드래그)가 종료되면, 제어부(180)는 상기 롱터치에 의해 선택된 처음의 이미지를 표시한다.

상기 터치 동작 (롱터치 및 드래그)은 TOLED(156)에 대한 롱 근접터치(적어도 2초 내지 3초 이상 지속되는 근접터치)와 함께 슬라이드(상기 드래그에 대응되는 근접터치의 동작)가 감지된 경우에도 동일하게 적용된다.

이상 언급된 것 이외의 터치 동작이 감지되는 경우, 제어부(180)는 일반적인 터치 제어 방법과 동일하게 동작할 수 있다.

상기 오버랩(overlap)된 형태에서의 터치 동작에 대한 제어 방법은 싱글 디스플레이를 구비하는 형태의 단말기에 적용될 수 있다. 또한, 듀얼 디스플레이를 구비하는 폴더 형태와 다른 단말기에도 적용될 수 있다.

도 6a 및 도 6b에는 본 발명의 실시예에서 각각 근접신호가 검출되는 근접 터치 인식 영역과 촉각 효과를 발생하는 햅틱 영역에 대한 설명을 위한 개념도가 도시되어 있다.

도 6a는 아이콘이나 메뉴 항목 등과 같은 오브젝트를 설명의 편의상 원형으로 나타낸 것이다. 오브젝트가 디스플레이부(151)에 표시된 영역은, 도 6a의 (a)에 도시한 바와 같이, 중앙의 제1 영역(A)과 그를 감싸는 제2 영역(B)으로 구분될 수 있다. 제1 영역(A)과 제2 영역(B)은 서로 다른 세기나 패턴을 갖는 촉각 효과가 발생하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 제2 영역(B)을 터치한 경우 제1 진동을 출력하고, 제1 영역(A)을 터치한 경우 제1 진동보다 큰 제2 진동을 출력하도록 2단계로 구성할 수 있다.

오브젝트가 표시된 영역에 근접 터치 인식 영역과 햅틱 영역을 동시에 설정해야 하는 경우라면, 촉각 효과가 발생하는 햅틱 영역과 근접신호가 검출되는 근접 터치 인식 영역이 서로 다르게 설정할 수 있다. 즉, 햅틱 영역을 근접 터치 인식 영역보다 좁게 설정하거나 혹은 햅틱 영역을 근접 터치 인식 영역보다 넓게 설정할 수 있다. 예컨대, 도 6a의 (a)에서, 제1 영역(A)과 제2 영역(B)을 포함하는 영역을 근접 터치 인식 영역으로 하고, 제1 영역(A)을 햅틱 영역으로 설정할 수 있다.

도 6a의 (b)에 도시한 바와 같이, 오브젝트가 표시된 영역을 3개의 영역(A, B, C)으로 구분하거나, 혹은 도 6a의 (c)에 도시한 바와 같이, N(N>4) 개의 영역으로 구분할 수도 있다. 구분된 각 영역은 서로 다른 세기나 패턴을 갖는 촉각 효과가 발생하도록 구성될 수 있다. 하나의 오브젝트가 표시된 영역을 3개 혹은 그 이상의 영역으로 구분하는 경우에도, 햅틱 영역과 근접 터치 인식 영역은 사용환경에 따라 서로 다르게 설정할 수 있다.

디스플레이부(151)에 근접 깊이에 따라 근접 터치 인식 영역의 크기가 달라지도록 구성할 수도 있다. 즉, 도 6b의 (a)에 도시한 바와 같이, 디스플레이부(151)에 대한 근접 깊이에 따라 대응하는 근접 터치 인식 영역이 'C', 'B', 'A'로 점차 작아지도록 구성하거나, 혹은 이와 반대로 디스플레이부(151)에 대한 근접 깊이에 따라 대응하는 근접 터치 인식 영역이 점차 커지도록 구성할 수도 있다. 이러한 경우에도, 햅틱 영역은, 도 6b의 (b)에 도시한 'H'영역과 같이, 디스플레이부(151)에 대한 근접 깊이와 무관하게 일정한 크기로 설정할 수 있다.

햅틱 영역이나 근접 터치 인식 영역의 설정을 위해 오브젝트가 표시된 영역을 분할하는 경우, 도 6a에 도시한 바와 같은 동심원 형태의 분할 외에, 가로방향이나 세로방향의 분할, 방사형 분할, 및 이들을 조합한 방식의 분할 등 다양한 방식을 사용할 수 있다

도 7 및 도 8을 참조하여 터치에 따른 정전용량 변화 및 터치 센서의 일례를 설명한다. 도 7은 터치가 있을 때 캐패시턴스(capacitance)의 변화를 보여주는 터치버튼의 개념도이고, 도 8은 정전용량식 터치센서의 일례를 보여준다.

도 7을 참조하여, 터치에 의한 전도성 물질의 정전용량 변화를 먼저 설명한 다. 이해를 돕기 위하여, 구조가 단순한 터치버튼을 예로써 설명한다.

터치버튼은, 기본적으로 전도성 물질(80,81) 사이에 접점이 형성되고, 그 사이에 소정의 기생 정전용량(parastic capacitance, 이하 "Cp"라 칭함)(90)성분이 존재하게 된다. 여기서, 반드시 접점이 필수적인 것은 아니며, 전도성 물질의 분포에 따라, 따로 접점을 형성하지 않아도 소정의 기생 정전용량을 가질 수 있다.

상기 터치버튼은, 보통 소정의 매질(88), 주로 글라스(glass) 또는 플라스틱 재질로 상기 전도성 물질(80,81)을 감싸는 형태로 외형이 형성된다. 상기 터치버튼에 전도체에 의한 터치가 있는 경우, 예를 들어 스타일러스펜(600)이 닿게 되면, 상기 각 전도성 물질(80,81)과 스타일러스펜(600)사이에서, 상기 소정의 매질(88)을 통하여 소정의 정전용량(91,92)(이하 "Cf"라 칭함) 성분이 발생하게 된다.

따라서, 터치가 있는 경우 터치버튼의 총 정전용량 값은 Cp와 Cf의 합이 되어 증가하게 된다. 이러한 정전용량 값의 변화는, 상기 터치버튼에 전압이 인가되어 충전 및 방전을 반복할 때 일정시간동안의 충전 횟수 또는 충전에 걸리는 시간의 변화로 나타난다. 이러한 변화를 터치 제어부(미도시)가 감지하여 터치 여부를 판단할 수 있다.

지금까지 기존의 정전용량방식 터치 센서에서 전도체에 의한 터치를 감지하는 원리를 알아보았다. 이하, 도 8을 참조하여, 전술된 정전용량의 변화를 이용하는 정전용량식 터치센서의 일례를 설명한다.

도 8을 참조하면, 정전용량식 터치센서부는, 소정의 기생 정전용량(Cp) 성분을 갖는 전도성 물질이 각각 소정의 형태로 도포된 두 개의 판(20,21) 및 터치제어 부(10)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 터치 제어부는, 상기 전도성물질의 정전용량 변화를 감지하여 터치 여부 및 위치 등을 판단하여 터치 신호를 출력할 수 있다. 상기 전도성 물질은 ITO(Indium-Tin Oxide)인 것이 바람직하다.

보다 자세히 설명하면, 상판(20)에는 상기 전도성 물질이 소정의 폭으로 도포되어 형성된 감지부(202)가, 인접한 감지부들(201, 203)과 평행하게 일정 간격 이격되어 일방향으로 배치되어 있다.

상기 하판(21)은 상기 상판(20)과 기본적으로 동일한 구조이나, 감지부(211.212,213,214)는 상기 일방향과 상이한 방향으로 배치되며, 바람직하게는 상기 일방향과 직각을 이루도록 배치된다. 상기 상판(20) 및 하판(21)에 배치된 감지부들은, 각각 상기 터치 제어부(10)와 전기적으로 연결된다.

상기 상판(20)의 감지부들과, 상기 하판(21)의 감지부들이 직각을 이루도록 배치된 경우, 상기 상판(20)의 감지부들이 향하는 방향을 X축으로, 상기 하판(21)의 감지부들이 향하는 방향을 Y축으로 각각 볼 수 있다.

따라서, 각 감지부들은 각 축의 한 가장자리에서 다른 가장자리로 배치된 순서를 매겨, 각각 X 좌표와 Y 좌표에 대응될 수 있다. 이렇게 소정의 좌표계가 구성될때, 하나의 감지부는 하나의 축에 대한 특정 좌표를 담당하는 채널을 구성한다고 볼 수 있다.

이하 본 명세서에서는 "채널"을 각 감지부와 동일한 의미로 사용한다. 전도체가 상기 터치센서의 특정 위치에 접촉함에 따라, 전도체에서 가장 가까운 채널의 Cf 증가량이 가장 크게 된다.

따라서, 상기 터치 제어부(10)는, X축에서 Cf 증가량이 가장 큰 채널과, Y축에서 Cf 증가량이 가장 큰 채널의 좌표값을 읽어서 상기 특정 위치를 판단하여 터치신호를 출력할 수 있다.

여기서, 반드시 상판 및 하판의 형태로 구성되는 것은 아니며, 하나의 판의 일면에 한 좌표축을 담당하는 감지부들이 일방향으로 배치되고, 그 반대면에 상기 일방향과 직각을 이루는 방향으로 다른 좌표축을 담당하는 감지부들이 각각 배치될 수도 있다.

또한, 상기 감지부들은 반드시 선의 형태를 가질 필요는 없으며, 필요에 따라 여러가지 형태로 형성될 수 있다. 만일, 상기 정전식 터치센서를 구성하는 판 및 전도체가 빛을 투과시킬 수 있고 디스플레이부(151)와 레이어 구조를 이룬다면, 전술된 바와 같이 터치스크린으로 사용될 수 있다.

도 9를 더 참조하여, 도 8과 다른 형태로 감지부가 배치된 터치스크린이 구비된 단말기의 일례를 설명한다.

도 9를 참조하면, 단말기(100)의 터치스크린에 마름모꼴로 형성된 전도체가 인접한 마름모꼴 전도체와 꼭지점끼리 접촉하여 연결된 형태로 각 채널을 형성하고 있다.

가로방향으로 향하는 채널들(201,202)을 구성하는 마름모의 네 변 사이에 생기는 또다른 마름모꼴 공간에, 세로방향으로 향하는 채널들(211,212,213)을 구성하는 마름모꼴 전도체들이 형성되어 있다.

이러한 배치는, 가로채널들과 세로채널들을 구성하는 전도체끼리 서로 가림 으로 간섭이 일어나는 것을 막을 수 있다. 상기와 같은 배치를 갖는 터치스크린의 특정 지점(299)에 전도체에 의한 터치가 있게되면, 상기 특정 지점(299)에 가장 가까운 가로 채널(202)과 가장 가까운 세로 채널(212)의 Cf증가량이 가장 클 것이다. 이러한 Cf 값의 변화를 검출하여 터치 제어부(10)는 터치의 좌표를 판단하고, 그에 따른 터치 신호를 상기 단말기(100)의 제어부(180)에 전달할 수 있다.

그런데, 전술된 정전용량방식의 터치스크린들은 단말기에서 전도체의 직접 접촉 여부, 즉, 접촉터치만을 감지하는데 사용되어왔으며, 비접촉 터치(근접터치)를 감지하는데에는 별도의 근접센서가 사용되어왔다.

이하에서는 도 7을 다시 참조하여 전술된 정전용량방식의 터치스크린이 전도체의 직접 접촉이 아닌 접근여부, 즉 근접터치를 인식하는 원리를 설명한다.

도 7을 참조하면, 접촉터치는 전도성 물질(80,81)과 스타일러스펜(600) 사이에 매질(88)만이 존재하는 반면에, 근접터치는 상기 매질(88)과 스타일러스펜(600)사이에 공기층(미도시)이라는 매질이 더 존재하는 것으로 볼 수 있다는 차이점이 있다.

따라서, Cf 값은 전도체와 전도성 물질간의 거리에 반비례하고 매질의 유전율에 영향을 받는바, 전도체간 거리도 멀고 공기라는 매질까지 더욱 거치는 근접터치의 경우, 접촉터치에 비하여 Cf값의 크기는 적다.

다만, 터치센서의 감도를 높인다면 충분히 검출이 가능하다. 여기서, 감도를 높인다함은 접촉터치로 인식되는 Cf보다 작은 Cf의 변화를 근접터치로 인식함을 의미한다.

예를 들면, 어떠한 터치 버튼의 Cf의 값이 터치가 전혀 없는 경우 0이고, 접촉터치가 있는 경우 최대 100 일 때, 50 이상의 값을 갖는 경우에만 터치로 인식하도록 설정되었다고 가정한다. 이때, 20 이상 49 이하의 값은 근접 터치로 인식하도록 설정하는 것이다.

따라서, 정전용량방식의 터치스크린에서, 특정 채널의 감도를 높인다면, 상기 특정 채널 상으로 접근하는 전도체를 감지할 수 있다. 이러한 터치스크린이 구비된 단말기의 일례를 도 10을 참조하여 설명한다.

도 10을 참조하면, 정전용량방식 터치스크린(151)이 단말기(100)에 구비되어있다. 도 10에서는, 설명의 간명함을 위하여 가로방향의 채널 6개 만을 도시하였으며, 그 형태도 일정 두께의 직선형태로 단순하게 표시하였으나, 실제 구성은 전술된 바와 같이 다양한 형태를 취할 수 있다.

상기 각 채널은 터치 제어부(미도시)와 연결되고, 상기 터치 제어부는 상기 각 채널의 Cf값의 변화를 감지하여 터치여부 및 종류를 판단 또는 판별하여 터치신호를 제어부(180)로 전달할 수 있다.

그리고, 상기 터치스크린(151)에서 가장 위에 위치한 채널(201)이 접촉터치를 감지할 수 있는 영역(301)이 표시되어있다. 여기서, 상기 채널(201)의 감도를 증폭시키면, 상기 감도 증폭된 정도에 따라서 소정의 영역(401)에서 전도체의 접근이 감지될 수 있다. 따라서, 어느 채널의 감도를 높이는가에 따라서, 터치스크린 상에서 근접터치를 감지할 수 있는 위치가 결정될 수 있다.

상기 단말기(100)는, 또한, 근접터치의 깊이도 감지할 수 있다. 전술된 바와 같이, Cf의 값은 전도체와 전도성 물질의 간격에 반비례하므로, 전도체가 터치스크린에 가까이 접근할 수록 Cf 값은 커지며, 멀어질 수록 Cf 값이 작아진다.

따라서, 상기 터치스크린의 감도가 증가될 때, 근접터치로 인식되도록 설정한 Cf 값의 최대치와 최소치의 구간을 적어도 둘로 구분하는 방법으로, 상기 단말기(100)는 근접터치의 깊이까지 구분하여 감지할 수 있다.

예를 들면, 감도가 증폭되었을 때 근접터치로 인식하는 Cf의 상대적인 값이 20에서 40사이라고 가정하면, 터치 제어부는, 20에서 30까지는 제 2 근접 깊이의 근접 터치로, 30에서 40까지는 제 1 근접 깊이의 근접 터치로 각각 인식하는 것이다.

상술한 근접 터치까지 인식할 수 있는 터치스크린은, 정전용량방식의 터치센서외에도, 저항막 방식의 터치스크린에서도 구현할 수 있다. 이를 도 11을 참조하여 설명한다. 도 11은 저항막 방식의 터치스크린의 일례를 나타낸 구조도이다.

도 11을 참조하면, 두 개의 판(50,51)이 아날로그-디지털 변환기(ADC)(11)를거쳐 터치제어부(10)에 연결되어 있다. 보다 자세히 설명하면, 상기 두 판(50,51) 중 적어도 터치를 받게되는 판(50)은 탄성체인 것이 바람직하다.

또한, 상기 두 판은 서로 마주보는 면에 소정의 전기적 저항을 갖는 전도체가 저항막을 형성하고 있으며, 상기 저항막 양단에 전극(501,511)을 통하여 상기 ADC(11)에 연결되어있다.

상기 각 전극(501,511)은 서로 직각을 이루어 각 판의 양단에 위치한다. 상기 각 저항막 사이에는 소정의 절연봉(미도시) 또는 도트 스페이서(dot spacer, 미 도시)가 구비되어 터치가 없는 경우 상기 저항막들이 접촉되는 것을 방지할 수 있다.

이러한 저항막 방식 터치스크린의 동작상태에서는, 상기 전극을 통하여 저항막의 양단에 일정한 전류를 흘려주면 저항막이 저항 성분을 갖는 저항체와 같이 작용하기 때문에 양단에 전압이 걸리게 된다.

이때, 터치를 받는 판(50)의 위쪽 표면에 소정 압력의 터치를 받게 되면, 상기 판(50)에 압력으로 인한 변형이 일어나, 상기 두 저항막이 서로 접촉하게 된다. 따라서, 두 면의 저항 성분 때문에 저항의 병렬접속과 같은 형태가 되고, 저항값의 변화가 일어나게 된다.

이때, 양단에 흐르는 전류에 의하여 전압의 변화도 일어나게 되는데, 바로, 이러한 전압의 변화정도를 상기 ADC(11)가 검출하여 상기 터치제어부(10)에 출력신호를 전달한다. 상기 터치제어부(10)는 상기 ADC(11)의 출력신호를 근거로 터치 여부 및 위치를 판단하여 그에 대응되는 터치신호를 출력할 수 있다.

상기 저항막 방식의 터치스크린은, 전술된 정전용량 방식의 터치스크린과는 달리, 터치를 감지하는데 있어 저항값의 변화에 따른 전압의 변화를 이용하고, Cf값의 변화를 이용하지는 않는다.

그러나, 여전히 전도체 막을 사용하는바, 전도체가 접근하면 Cf의 변화는 존재한다. 따라서, 상기 저항막 방식의 터치스크린에 Cf 값의 변화를 검출할 수 있는 장치가 더 구비되고, 전도체의 근접에 의한 Cf의 변화를 감지할 수 있을 정도로 감도가 증폭되면 별도의 근접센서 없이도 근접터치를 인식할 수 있다.

또한, 상기 전도체의 근접 깊이에 따른 Cf의 변화를 적어도 둘의 단계로 구분하여 다단계로 근접 터치를 인식하도록 할 수도 있다.

지금까지 터치스크린에서 특정 채널의 감도를 증폭시켜, 근접터치를 인식할 수 있는 단말기에 대하여 설명하였다. 다음으로, 근접터치의 유무 및 깊이만을 감지할 수 있는 것이 아니라, 근접터치의 위치도 감지할 수 있는 단말기를 설명한다.

근접터치로 인한 Cf의 변화를 채널별로 감지하여 그 정확한 위치를 찾는 것은 대단히 어렵기 때문에, 다수의 채널로 그룹을 형성하고, 그룹 단위로 근접터치 여부를 판단하는 방법으로 터치스크린상에서 근접터치의 위치를 판단할 수 있다.

도 12를 참조하면, 정전용량식 터치 스크린(151)에 6개의 가로방향 채널(201 내지 206)이 도시되어 있다. 이 또한, 도 10과 같이 설명의 간명함을 위하여 가로방향의 채널 6개 만을 도시하였으며, 그 형태도 일정 두께의 직선형태로 단순하게 표시하였으나, 실제 구성은 전술된 바와 같이 다양한 형태를 취할 수 있다.

여기서, 상기 여섯 개의 채널을 둘씩 짝을 지어서 모두 세 개의 그룹으로 분류하였다. 그리고, 각 그룹별로, 접촉터치를 감지하는 영역(301,302,303) 및 근접터치를 감지할 수 있는 영역(401,402,403)을 각각 표시하였다.

상기와 같이 그룹을 형성함으로써, 전도체에 의한 근접터치의 위치를 세 개의 영역으로 나누어 판단할 수 있다. 또한, 상기 터치스크린(151)의 중앙에 위치한 채널(203,204)그룹의 감도는 증폭하지 아니하고, 상단 채널(201,202) 그룹 및 하단 채널(205,205) 그룹의 감도만 증폭시키는 방법으로 근접터치를 인식할 수 있는 그룹 간에 간격을 둘 수 있다.

상기와 같은 방법을 이용하면, 보다 정확하게 근접터치의 위치를 감지할 수 있다. 따라서, 필요에 따라서 감도를 높인 채널과 그렇지 않은 채널을 적절히 조합하여 그룹을 형성하면, 근접터치된 위치인식의 정확성을 크게 향상시킬 수 있다.

근접터치를 받아 선택될 수 있는 소정의 메뉴 또는 아이콘을, 터치스크린 상에서 상기 근접터치를 인식할 수 있는 그룹에 대응되는 위치에 배치하면, 그 활용도는 더욱 커질 수 있다.

예를 들면, 상기 단말기(100)에 프로젝터 모듈(155)이 구비되는 경우, 상기 프로젝터 모듈(155)을 통한 영상 투사시에, 투사 콘텐츠 제어를 위한 제어메뉴를 상술한 방법을 통하여 근접터치로 조작할 수 있다. 그렇게 되면, 사용자 입력부에 물리적인 접촉을 가하지 않고 조작이 가능하여 투사되는 영상이 흔들리지 않는다.

다른 예로, 상기 단말기(100)에 카메라(121)가 구비되는 경우, 상기 카메라를 이용하여 소정의 피사체를 촬영할 때, 셔터 아이콘을 상술한 방법으로 근접터치에 의하여 조작하도록 할 수 있다. 그렇게 되면, 보다 용이하게 셀프 촬영을 하거나, 셔터 아이콘 조작을 위한 단말기와의 물리적인 접촉으로 발생하는 흔들림을 방지할 수 있다.

도 13 및 도 14에는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스타일러스펜의 구성이 단면도로 도시되어 있다.

도 13 및 도 14에 도시된 바에 의하면, 상기 스타일러스펜(600)의 외관 및 골격은 하우징(610)이 구성한다. 상기 하우징(610)은 합성수지 재질로 이루어져 전도성을 갖지 않는다.

일반적으로 상기 하우징(610)의 선단은 상기 디스플레이부(151)와 접촉면적을 줄이기 위하여 테이퍼지게 형성된다. 상기 하우징(610)은 길게 형성되고, 상기 하우징(610)의 내부에는 설치공간(612)이 형성된다.

상기 하우징(610)의 내부에는 고정돌기(614)가 상기 설치공간(612)을 향해 돌출되게 형성된다. 상기 고정돌기(614)는 아래에서 설명될 탄성부재(630)의 일단을 지지하는 역할을 한다. 상기 고정돌기(614)는 전도체(620)의 이동궤적과 간섭되지 않는다.

상기 하우징(610)의 내부에는 가이드리브(616)가 구비된다. 상기 가이드리브(616)는 한 쌍이 일정한 간격으로 이격되어 아래에서 설명될 전도체(620)의 안내돌기(624)의 이동을 안내하는 역할을 한다.

상기 설치공간(612)에는 전도체(620)가 구비된다. 상기 전도체(620)는 상기 스타일러스펜(600)의 내부에서 이동가능하게 구비된다. 상기 전도체(620)는 전기에 대한 저항이 매우 작아 전기를 잘 전달하는 금속재질로 이루어진다.

상기 전도체(620)에는 지지돌기(622)가 형성된다. 상기 지지돌기(622)는 상기 고정돌기(614)에 대응되게 구비된다. 상기 지지돌기(622)는 탄성부재(630)의 타단을 지지하는 역할을 한다.

상기 전도체(620)에는 안내돌기(624)가 구비된다. 상기 안내돌기(624)는 상기 한 쌍의 가이드리브(616) 사이에 이동가능하게 구비된다. 상기 안내돌기(624)는 상기 한 쌍의 가이드리브(616) 사이에서 이동하며 상기 전도체(620)의 이동을 안내한다.

상기 전도체(620)에는 연동경사면(626)이 형성된다. 상기 연동경사면(626)은 아래에서 설명될 동작부재(640)의 구동경사면(642)에 대응되게 형성된다. 상기 연동경사면(626)은 구동경사면(642)에 밀착되어 동작부재(640)의 이동에 따라 상기 전도체(620)를 이동시키는 역할을 한다. 상기 전도체(620)의 선단에는 상기 하우징(610)의 선단에 대응되도록 테이퍼부(628)가 형성된다.

상기 스타일러스펜(600)에는 동작부재(640)에 의해 이동된 상기 전도체(620)를 원래 위치로 복원시키기 위한 탄성부재(630)가 구비된다. 즉, 상기 하우징(610)의 내부에는 탄성부재(630)가 구비된다. 상기 탄성부재(630)는 그 재질과 형상의 특성상 탄성변형이 가능하다. 상기 탄성부재(630)는 상기 하우징(610)과 상기 전도체(620) 사이에 개재되어 상기 전도체(620)가 상기 하우징(610) 내에서 외력에 의해 이동한 후 원위치로 복귀하도록 탄성력을 제공한다.

이를 보다 상세하게 설명하면, 상기 탄성부재(630)는 상기 전도체(620)가 상기 동작부재(640)의 이동에 연동하여 움직이면 탄성변형을 일으키고, 상기 동작부재(640)에 외력이 제거되면, 복원력에 의하여 상기 전도체(620)를 원위치로 복귀시킨다.

본 실시예에서 상기 탄성부재(630)는 그 양단이 상기 고정돌기(614) 및 지지돌기(622)에 고정되어 상기 고정돌기(614)에 대하여 상대이동하는 상기 지지돌기(622)에 탄성력을 제공한다.

한편, 상기 하우징(610)에는 동작부재(640)가 구비된다. 상기 동작부재(640)는 외력을 제공받아 상기 전도체(620)의 이동을 제어하는 역할을 한다. 상기 동작 부재(640)는 사용자에 의해 조작되기 위하여 그 일부가 상기 하우징(610)의 외면에 노출되도록 구비된다.

본 실시예에서 상기 동작부재(640)는 상기 전도체(620)의 이동방향에 수직한 방향으로 이동하여 상기 전도체(620)를 이동시키는 버튼타입으로 구비된다. 상기 동작부재(640)에는 구동경사면(642)이 구비된다.

상기 구동경사면(642)은 상기 전도체(620)의 연동경사면(626)에 대응되게 구비된다. 상기 연동경사면(626)과 상기 구동경사면(642)은 상기 전도체(620)와 상기 동작부재(640)의 이동방향에 대해 각각 경사지게 형성된다.

도 13에 도시된 바와 같이, 상기 전도체(620)는 상기 하우징(610)의 설치공간(612) 내에서 상기 탄성부재(630)에 의하여 일정한 높이(a)에 위치하게 된다. 이와 같은 상태에서 사용자가 상기 동작부재(640)를 누르면 상기 동작부재(640)가 상기 하우징(610)의 길이방향에 수직한 방향으로 이동된다.

이때, 상기 연동경사면(626)은 상기 동작부재(640)의 구동경사면(642)에 안내되어 상기 전도체(620)가 상기 하우징(610)의 길이방향으로 이동하고, 상기 전도체(620)는 도 14에 도시된 바와 같이 상기 하우징(610)의 선단에 인접한 높이(b)에 위치하게 된다.

그리고, 사용자가 상기 동작부재(640)에 가하던 외력을 제거하면, 상기 탄성부재(630)의 복원력에 의하여 상기 전도체(620)가 원위치로 복귀하게 되고, 상기 동작부재(640)도 상기 전도체(620)의 연동경사면(626)에 의해 원위치로 복귀하게 된다.

이와 같이 상기 전도체(620)의 위치를 변화시키면 상기 터치센서의 전도성 물질(80,81)과 상기 전도체(620) 사이의 거리가 변화되어 상기 전도성 물질(80,81)과 전도체(620) 사이에 발생하는 정전용량이 변화하게 된다.

그리하면, 상기 제어부(180)는 상기 터치센서에 구비된 채널의 감도를 증폭시켜 상기 전도체(620)와 상기 터치센서 사이에 발생되는 정전용량의 변화를 감지하게 된다.

즉, 상기 터치센서는 상기 전도체(620)와 상기 터치센서 사이에 발생되는 정전용량의 변화를 둘 이상의 단계로 구분하여 근접터치신호를 출력하고, 상기 제어부(180)는 상기 근접터치신호를 입력받아 다단계의 근접터치를 인식한다. 따라서, 상기 스타일러스펜(600)은 그 내부에서 상기 전도체(620)를 이동시킴으로써 상기 단말기(100)의 다단계의 신호를 입력할 수 있다.

다음으로 본 발명에 의한 휴대용 단말기의 다른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 다른 실시예는 스타일러스펜에서 전도체의 이동방식 등이 상이한 것으로 도 13 및 도 14에 도시되어 있는 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 그 설명을 생략한다.

도 15 및 도 16에는 본 발명의 다른 실시예에 의한 스타일러스펜의 구성이 단면도로 도시되어 있다.

도 15 및 도 16에 도시된 바에 의하면, 스타일러스펜(700)의 외관 및 골격은 내부에 설치공간(712)이 형성된 하우징(710)이 구성한다.

상기 하우징(710)의 내부에는 가이드리브(714)가 구비된다. 상기 가이드리브(714)는 한 쌍이 일정한 간격으로 이격되어 전도체(720)의 안내돌기(722)의 이동을 안내하는 역할을 한다.

상기 설치공간(712)에는 전도체(720)가 구비된다. 상기 전도체(720)는 상기 스타일러스펜(700)의 내부에서 이동가능하게 구비된다. 상기 전도체(720)는 전기에 대한 저항이 매우 작아 전기를 잘 전달하는 금속재질로 이루어진다.

상기 전도체(720)에는 안내돌기(722)가 구비된다. 상기 안내돌기(722)는 상기 한 쌍의 가이드리브(714) 사이에 이동가능하게 구비된다. 상기 안내돌기(722)는 상기 한 쌍의 가이드리브(714) 사이에서 이동하며 상기 전도체(720)의 이동을 안내한다. 상기 전도체(720)의 선단에는 상기 하우징(710)의 선단에 대응되도록 테이퍼부(724)가 형성된다.

상기 전도체(720)에는 렉기어(726)가 구비된다. 상기 연동기어(726)는 아래에서 설명될 동작부재(740)의 피니언기어(742)에 대응되게 구비된다. 상기 렉기어(726)는 상기 전도체(720)의 이동방향을 따라 구비된다.

그리고, 상기 하우징(710)에는 동작부재(740)가 구비된다. 상기 동작부재(740)는 외력을 제공받아 상기 전도체(720)의 이동을 제어하는 역할을 한다. 상기 동작부재(740)는 사용자에 의해 조작되기 위하여 그 일부가 상기 하우징(710)의 외면에 노출되도록 구비된다.

상기 동작부재(740)는 원판형상으로 형성되고 회전에 의하여 상기 전도체(720)를 이동시키는 휠(wheel) 타입으로 구비된다. 상기 동작부재(740)의 외주면 에는 피니언기어(742)가 구비된다. 상기 피니언기어(742)는 상기 렉기어(726)에 치합되어 상기 동작부재(740)의 이동에 의하여 상기 전도체(720)를 연동시킨다.

도 15에 도시된 바와 같이, 상기 전도체(720)는 상기 하우징(710)의 설치공간(712) 내에서 일정한 높이(a)에 위치하게 된다. 이와 같은 상태에서 사용자가 상기 동작부재(740)를 회전시키면, 상기 렉기어(726)과 피니언기어(742)에 의해 상기 전도체(720)가 이동하게 된다.

도 16에 도시된 바와 같이, 상기 전도체(720)가 이동된 위치(b)에서 상기 동작부재(740)를 반대로 회전시키면, 상기 전도체(720)가 반대방향으로 이동하여 원위치로 복귀된다.

도 17에는 본 발명의 실시예에서 전도체가 이동하는 과정을 순차적으로 보인 설명도가 도시되어 있다.

도 17에 도시된 바와 같이, 상기 전도체(720)는 상기 디스플레이부(151) 또는 상기 터치센서에 대해 이동하여 서로 다른 이격거리를 갖게 되고, 이와 같이 상기 전도체(720)와 상기 디스플레이부(151) 또는 상기 전도체(720)와 상기 터치센서 사이의 이격거리가 변화하면 정전용량이 변화하여 상기 단말기(100)에 여러가지 신호를 입력할 수 있다.

다음으로 본 발명에 의한 휴대용 단말기의 또 다른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 또 다른 실시예는 스타일러스펜에서 전정용량을 변화시키는 방식 등이 상이한 것으로 도 13 내지 도 17에 도시되어 있는 실시예와 동일한 구성요소 에 대해서는 그 설명을 생략한다.

도 18에는 본 발명의 또 다른 실시예를 구성하는 스타일러스펜이 개념도로 도시되어 있다.

도 18에 도시된 바와 같이, 스타일러스펜(800)의 내부에는 다수 개의 전도체(810,820,830)가 구비되어 있다. 상기 다수 개의 전도체(810,820,830)는 상기 스타일러스펜(800)의 내부에서 개별적으로 이동가능하게 구비된다.

상기 다수 개의 전도체(810,820,830)는 차례로 적층될 수 있는데, 모두 분리되어 하나의 전도체(810)만이 상기 스타일러스펜(800)의 선단에 위치하는 경우와, 두 개의 전도체(810,820)가 적층된 경우와, 세 개의 전도체(810,820,830)가 적층된 경우에 상기 전도체(810,820,830)와 상기 디스플레이부(151) 또는 상기 터치센서 사이에 발생하는 정전용량은 서로 다르게 된다.

즉, 상기 스타일러스펜(800)의 선단에 상기 전도체(810,820,830)의 적층된 개수에 따라 상기 전도체(810,820,830)와 상기 디스플레이부(151) 또는 상기 터치센서 사이에 발생하는 정전용량이 변화하게 되는데, 상기 제어부(180)는 이와 같은 정전용량의 변화를 감지하여 다단계의 근접터치를 인식하게 된다.

도 19에는 본 발명의 또 다른 실시예를 구성하는 스타일러스펜이 개념도로 도시되어 있다.

도 19에 도시된 바와 같이, 스타일러스펜(900)의 내부에는 가변콘덴서(910)가 구비된다. 상기 가변콘덴서(910)는 가변축전기 또는 바리콘(varicon:variable condenser의 약어)이라고도 한다. 상기 가변콘덴서(910)는 일반적으로 몇 장의 고 정극판 사이에 회전극판이 회전해 들어가, 상대 부분의 면적을 바꿈으로써 정전용량을 변화시키는 구조로 되어 있다. 상기 가변콘덴서(910)는 상기 스타일러스펜(900)의 선단에 구비되어 정전용량을 변화시키게 된다.

도 20 및 도 21에는 본 발명 실시예를 구성하는 스타일러스펜의 활용 태양을 보인 설명도가 도시되어 있다.

상기 스타일러스펜(600,700,800,900)은 상기 스타일러스펜(600,700,800,900)과 상기 터치센서 사이에 발생되는 정전용량을 변화시켜 다단계의 신호를 구분하여 입력할 수 있다. 즉, 상기 스타일러스펜(600,700,800,900)은 정전용량을 변화시켜 서로 다른 입력을 가능하게 하므로 2버튼 또는 3버튼 마우스와 같은 사용자 입력이 가능하다.

예를 들어, 도 20에 도시된 바와 같이, 상기 디스플레이부(151)에 표시된 아이콘에 상기 스타일러스펜(600,700,800,900)을 접촉시키는 경우 마우스의 왼쪽 버튼을 클릭하는 것과 같이 대상아이콘을 지정하는 기능을 수행하고, 이와 같은 상태에서 상기 전도체(620) 등을 이동시켜 정전용량을 변화시키면 마우스의 오른쪽 버튼을 클릭하는 것과 같이 지정된 다른 기능을 수행할 수 있게 된다.

또한, 도 21에 도시된 바와 같이, 상기 디스플레이부(151)에서 3차원 아이콘이 적층된 상태로 표시되는 경우, 상기 스타일러스펜(600,700,800,900)을 대상 아이콘에 접촉시켜 3차원 아이콘 그룹을 지정한 후, 상기 전동체(620) 등을 이동시켜 정전용량을 변화시키면 마우스의 휠을 돌리는 것과 같이 스크롤(scroll) 동작을 수행할 수도 있게 된다.

본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

도 1은 본 발명에 의한 휴대용 단말기의 구성을 보인 블록 구성도.

도 2a 및 도 2b은 본 발명에 의한 휴대용 단말기의 바람직한 실시예의 구성을 각각 보인 사시도.

도 3a 및 3b는 본 발명 실시예의 일 작동 상태를 보인 정면도.

도 4는 본 발명의 실시예에서 근접 센서의 근접 깊이를 설명하기 위한 개념도.

도 5는 본 발명의 실시예에서 한 쌍의 디스플레이부들이 오버랩된 형태에서의 터치 동작에 대한 제어 방법을 설명하기 위한 개념도.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에서 각각 근접신호가 검출되는 근접 터치 인식 영역과 촉각 효과를 발생하는 햅틱 영역에 대한 설명을 위한 개념도.

도 7은 본 발명의 실시예에서 터치센서의 정전용량 변화를 설명하기 위한 개념도.

도 8은 본 발명의 실시예에서 정전용량 방식 터치센서의 일례를 나타낸 개념도.

도 9는 본 발명의 실시예에서 정전용량 방식 터치센서의 채널 배치의 일례를 나타낸 사시도.

도 10은 본 발명의 실시예에서 접촉터치와 근접터치를 설명하기 위한 사시도.

도 11은 본 발명의 실시예에서 저항막 방식 터치센서의 일례를 나타낸 개념 도.

도 12는 본 발명의 실시예에서 터치센서의 채널 그룹이 설정된 상태를 설명하기 위한 사시도.

도 13 및 도 14는 본 발명의 실시예를 구성하는 스타일러스펜의 요부 구성을 보인 단면도.

도 15 및 도 16은 본 발명의 다른 실시예를 구성하는 스타일러스펜의 요부 구성을 보인 단면도.

도 17은 본 발명의 실시예에서 전도체가 이동하는 과정을 순차적으로 보인 설명도.

도 18 및 도 19는 본 발명의 또 다른 실시예를 각각 구성하는 스타일러스펜을 보인 개념도.

도 20 및 도 21은 본 발명의 실시예를 구성하는 스타일러스펜의 활용 상태를 보인 설명도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100: 단말기 151: 디스플레이부

600: 스타일러스펜 610: 하우징

620: 전도체 640: 동작부재

Claims (19)

1. 터치센서와;

   전도체가 이동가능하게 구비되는 스타일러스펜과;

   상기 터치센서와 전도체의 이격 거리에 따라 발생되는 정전용량의 변화에 상응하여 서로 다른 근접터치신호를 판별하는 제어부를 포함하여 구성되는 휴대용 단말기.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 전도체는 상기 스타일러스펜의 내부에서 상기 터치센서에 대해 가까워지거나 멀어지도록 구비됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 스타일러스펜에는 상기 전도체의 이동을 제어하기 위한 동작부재가 상기 스타일러스펜의 외면에 노출되도록 더 구비됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 동작부재는 상기 전도체의 이동방향에 수직한 방향으로 이동되어 상기 전도체를 이동시키는 버튼타입으로 구비됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 전도체와 상기 동작부재에는 상기 전도체와 상기 동작부재의 이동방향에 대해 각각 경사지게 형성되는 연동경사면과 구동경사면이 서로 대응되도록 구비됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 스타일러스팬의 내부에는 상기 동작부재에 의해 이동된 상기 전도체를 원래 위치로 복원시키기 위한 탄성부재가 구비됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
8. 제 4 항에 있어서,

   상기 동작부재는 원판형상으로 형성되고 회전에 의하여 상기 전도체를 이동시키는 휠 타입으로 구비됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 동작부재의 외주면에는 피니언기어가 구비되고, 상기 피니언기어에 대응되는 상기 전도체의 일면에는 렉기어가 상기 전도체의 이동방향을 따라 구비됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
10. 터치스크린과;

    상기 터치스크린의 표면에 발생되는 정전용량을 변화시키는 스타일러스펜과;

    정전용량의 변화에 따라 서로 다른 근접터치를 판별하는 제어부를 포함하고,

    상기 터치스크린은 상기 스타일러스 펜과 상기 터치센서 사이에 발생되는 정전용량의 변화를 둘 이상의 단계로 구분하여 근접터치신호를 출력하고,

    상기 제어부는 상기 근접터치신호를 입력받아 다단계의 근접터치를 판별하는 휴대용 단말기.
11. 제10항에 있어서,

    상기 스타일러스펜에는 차례로 적층되어 정전용량을 변화시키는 다수 개의 전도체가 구비됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 다수 개의 전도체는 상기 스타일러스펜의 내부에서 개별적으로 이동가능하게 구비됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
13. 제 10 항에 있어서,

    상기 스타일러스펜의 선단에는 정전용량을 변화시킬 수 있는 가변콘덴서가 구비됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
14. 삭제
15. 디스플레이부를 구비한 단말기 본체;

    터치센서;

    상기 터치센서에 근접 시 제1 명령을 입력하며 제2 명령을 입력하기 위하여 외측에 버튼을 구비한 스타일러스펜; 및

    상기 제1 명령이 입력되면 제1 동작을 수행하고, 상기 제2 명령이 입력되면 상기 제1 동작과 구별되는 제2 동작을 수행하는 제어부를 포함하는 휴대용 단말기.
16. 제15항에 있어서,

    상기 제어부는,

    상기 제1 명령이 입력되면 상기 스타일러스펜의 위치에 상응하는 대상아이콘을 지정하며,

    상기 제2 명령이 입력되면 상기 디스플레이부에 메뉴창을 출력하는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
17. 제15항에 있어서,

    상기 제어부는,

    상기 제1 명령이 입력되면 상기 스타일러스펜의 위치에 상응하는 대상아이콘을 지정하며,

    상기 제2 명령이 입력되면 스크롤 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
18. 제15항에 있어서,

    상기 스타일러스펜은,

    내부에 설치공간을 포함하며 외관을 형성하는 하우징; 및

    상기 설치공간에 위치하며 상기 터치센서에 근접시 상기 터치센서에 정정용량을 변화시키는 전도체를 포함하고,

    상기 버튼은 상기 전도체의 위치를 변화시키는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
19. 제18항에 있어서,

    상기 버튼은

    상기 전도체의 위치를 연속적으로 변화시키는 휠인 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기.

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