KR101711834B1 - 휴대 단말기 및 그 동작 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대 단말기에 관한 것이다. 본 휴대 단말기는 투명 윈도우 층, 투명 윈도우 층의 측면의 일부면에 배치되며, 터치에 의한 압력 변화를 감지하는 제1 터치 시트 및 투명 윈도우 층의 후면에 배치되며, 터치에 의한 정전용량의 변화를 감지하는 제2 터치 시트를 포함하다. 본 발명에 따르면, 정전용량 방식의 터치 윈도우와 저항막 방식의 터치 운도우가 혼합된 터치 윈도우를 제공하여 사용자에게 편의를 제공한다.

Description

휴대 단말기 및 그 동작 방법{Mobile terminal and operation method thereof}

본 발명은 휴대 단말기 및 그 동작 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정압식 터치와 정전식 터치를 동시에 제공할 수 있는 휴대 단말기 및 그 동작 방법에 관한 것이다.

휴대 단말기는 휴대가 가능하면서 음성 및 영상 통화를 수행할 수 있는 기능, 정보를 입·출력할 수 있는 기능, 및 데이터를 저장할 수 있는 기능 등을 하나 이상 갖춘 휴대용 기기이다. 이러한 휴대 단말기는 그 기능이 다양화됨에 따라, 사진이나 동영상의 촬영, 음악 파일이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신, 무선 인터넷 등과 같은 복잡한 기능들을 제공할 수 있다.

최근 휴대 단말기는 전면에 대형 디스플레이부를 구비하고 그 위에 터치 윈도우를 적용한 터치스크린을 적용한 제품이 늘어 나고 있다. 터치스크린이란 한 화면에서 화면 표시와 정보 입력을 가능하게 하는 디스플레이(display) 장치를 의미한다. 터치스크린은 디스플레이에 표시되어 있는 아이콘을 접촉함으로써, 직관적으로 조작을 가능하게 하여 손쉽게 휴대 단말기를 조작할 수 있게 한다.

이러한, 터치스크린의 종류에는 정전용량 방식(capacitive overlay), 저항막 방식(resistive overlay) 등이 있다. 정전용량 방식의 터치 윈도우는 사용자의 몸에서 흘러나오는 미세한 전류를 인식해 작동하므로, 미세한 정전압에도 반응하여 반응속도가 빠르다는 장점이 있다. 그러나, 사용자가 휴대 단말기를 그립하는 동작으로도 터치스크린에 표시된 특정 키가 선택되어 동작하는 경우가 발생하여 사용자의 의도와 무관하게 휴대 단말기가 동작하는 문제점이 있다.

또한, 저항막 방식의 터치 윈도우는 정전용량 방식의 터치 윈도우에 비해 가격이 저렴하고 섬세한 터치가 가능하다는 장점이 있다. 그러나, 터치감이 저하되고 멀티터치를 입력할 수 없다는 단점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 정전용량 방식의 터치 윈도우와 저항막 방식의 터치 윈도우가 혼합된 터치 윈도우를 제공하는 휴대 단말기 및 그 제조 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 휴대 단말기는, 투명 윈도우 층; 상기 투명 윈도우 층의 측면의 일부면에 배치되며, 터치에 의한 압력 변화를 감지하는 제1 터치 시트; 및 상기 투명 윈도우 층의 후면에 배치되며, 터치에 의한 정전용량의 변화를 감지하는 제2 터치 시트;를 포함한다.

본 발명에 따르면, 정전용량 방식의 터치 윈도우와 저항막 방식의 터치 운도우가 혼합된 터치 윈도우를 제공하여 사용자에게 편의를 제공한다.

또한, 정전용량 방식의 터치 윈도우 및 저항막 방식의 터치 윈도우를 하나의 기판상에서 배치시킴으로써 터치 윈도우의 제조 과정을 간소화시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대 단말기의 블럭 구성도(block diagram),
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대 단말기를 전면에서 바라본 사시도,
도 3은 도 2에 도시한 휴대 단말기의 후면 사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대 단말기의 분해 사시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 휴대 단말기에서 터치 윈도우에 대한 전면도,
도 6은 제1 실시예에 따른 도 5에 도시한 터치 윈도우 및 연성회로기판에 대한 A-A 선에 대응하는 단면도, 그리고,
도 7은 제2 실시예에 따른 도 5에 도시한 터치 윈도우 및 연성회로기판에 대한 A-A 선에 대응하는 단면도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

본 명세서에서 기술되는 휴대 단말기에는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(notebook computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 등이 포함된다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대 단말기의 블럭 구성도(block diagram)이다. 도 1을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 휴대 단말기를 기능에 따른 구성요소 관점에서 살펴보면 다음과 같다.

도 1을 참조하면, 본 휴대 단말기(100)는, 무선 통신부(110), A/V(Audio/Video) 입력부(120), 사용자 입력부(130), 센싱부(140), 출력부(150), 메모리(160), 인터페이스부(170), 제어부(180), 및 전원 공급부(190)를 포함할 수 있다. 이와 같은 구성요소들은 실제 응용에서 구현될 때 필요에 따라 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나, 혹은 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분되어 구성될 수 있다.

무선 통신부(110)는 방송수신 모듈(111), 이동통신 모듈(113), 무선 인터넷 모듈(115), 근거리 통신 모듈(117), 및 GPS 모듈(119) 등을 포함할 수 있다.

방송수신 모듈(111)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송관리 서버로부터 방송 신호 및 방송관련 정보 중 적어도 하나를 수신한다. 이때, 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널 등을 포함할 수 있다. 방송관리 서버는, 방송 신호 및 방송 관련 정보 중 적어도 하나를 생성하여 송신하는 서버나, 기생성된 방송 신호 및 방송관련 정보 중 적어도 하나를 제공받아 단말기에 송신하는 서버를 의미할 수 있다.

방송관련 정보는, 방송 채널, 방송 프로그램 또는 방송 서비스 제공자에 관련한 정보를 의미할 수 있다. 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. 방송관련 정보는, 이동통신망을 통하여도 제공될 수 있으며, 이 경우에는 이동통신 모듈(113)에 의해 수신될 수 있다. 방송관련 정보는 다양한 형태로 존재할 수 있다.

방송수신 모듈(111)은, 각종 방송 시스템을 이용하여 방송 신호를 수신하며, 디지털 방송 시스템을 이용하여 디지털 방송 신호를 수신할 수 있다. 또한, 방송수신 모듈(111)은, 이와 같은 디지털 방송 시스템뿐만 아니라 방송 신호를 제공하는 모든 방송 시스템에 적합하도록 구성될 수 있다. 방송수신 모듈(111)을 통해 수신된 방송 신호나 방송 관련 정보 등은 메모리(160)에 저장될 수 있다.

이동통신 모듈(113)은,이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 여기서, 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호, 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.

무선 인터넷 모듈(115)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 무선 인터넷 모듈(115)은 휴대 단말기(100)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 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.

근거리 통신 모듈(117)은 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다. 근거리 통신 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), 지그비(ZigBee) 등이 이용될 수 있다.

GPS(Global Position System) 모듈(119)은 복수 개의 GPS 인공위성으로부터 위치 정보를 수신한다.

A/V(Audio/Video) 입력부(120)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 이에는 카메라(121)와 마이크(123) 등이 포함될 수 있다. 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.

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

마이크(123)는 통화모드 또는 녹음모드, 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 음향 신호를 입력받아 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 그리고, 처리된 음성 데이터는 통화 모드인 경우 이동통신 모듈(113)를 통하여 이동통신 기지국으로 송신 가능한 형태로 변환되어 출력될 수 있다. 마이크 (123)는 외부의 음향 신호를 입력받는 과정에서 발생하는 잡음(noise)를 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 사용될 수 있다.

사용자 입력부(130)는 사용자가 단말기의 동작 제어를 위하여 입력하는 키 입력 데이터를 발생시킨다. 사용자 입력부(130)는 사용자의 푸시 또는 터치 조작에 의해 명령 또는 정보를 입력받을 수 있는 키 패드(key pad), 돔 스위치(dome switch), 터치 패드(정압/정전) 등으로 구성될 수 있다. 또한, 사용자 입력부(130)는 키를 회전시키는 조그 휠 또는 조그 방식이나 조이스틱과 같이 조작하는 방식이나, 핑거 마우스 등으로 구성될 수 있다. 특히, 터치 패드가 후술하는 디스플레이부(151)와 상호 레이어 구조를 이룰 경우, 이를 터치스크린(touch screen)이라 부를 수 있다.

센싱부(140)는 휴대 단말기(100)의 개폐 상태, 휴대 단말기(100)의 위치, 사용자 접촉 유무 등과 같이 휴대 단말기(100)의 현 상태를 감지하여 휴대 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킨다. 예를 들어 휴대 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 담당할 수 있다.

센싱부(140)는 근접센서(141), 압력센서(143), 및 모션 센서(145) 등을 포함할 수 있다. 근접센서(141)는 휴대 단말기(100)로 접근하는 물체나, 휴대 단말기(100)의 근방에 존재하는 물체의 유무 등을 기계적 접촉이 없이 검출할 수 있도록 한다. 근접센서(141)는, 교류자계의 변화나 정자계의 변화를 이용하거나, 혹은 정전용량의 변화율 등을 이용하여 근접물체를 검출할 수 있다. 근접센서(141)는 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.

압력센서(143)는 휴대 단말기(100)에 압력이 가해지는지 여부와, 그 압력의 크기 등을 검출할 수 있다. 압력센서(143)는 사용환경에 따라 휴대 단말기(100)에서 압력의 검출이 필요한 부위에 설치될 수 있다. 만일, 압력센서(143)가 디스플레이부(151)에 설치되는 경우, 압력센서(143)에서 출력되는 신호에 따라, 디스플레이부(151)를 통한 터치 입력과, 터치 입력보다 더 큰 압력이 가해지는 압력터치 입력을 식별할 수 있다. 또한, 압력센서(143)에서 출력되는 신호에 따라, 압력터치 입력시 디스플레이부(151)에 가해지는 압력의 크기도 알 수 있다.

모션 센서(145)는 가속도 센서, 자이로 센서 등을 이용하여 휴대 단말기(100)의 위치나 움직임 등을 감지한다. 모션 센서(145)에 사용될 수 있는 가속도 센서는 어느 한 방향의 가속도 변화에 대해서 이를 전기 신호로 바꾸어 주는 소자로서, MEMS(micro-electromechanical systems) 기술의 발달과 더불어 널리 사용되고 있다. 가속도 센서에는, 자동차의 에어백 시스템에 내장되어 충돌을 감지하는데 사용하는 큰 값의 가속도를 측정하는 것부터, 사람 손의 미세한 동작을 인식하여 게임 등의 입력 수단으로 사용하는 미세한 값의 가속도를 측정하는 것까지 다양한 종류가 있다. 가속도 센서는 보통 2축이나 3축을 하나의 패키지에 실장하여 구성되며, 사용 환경에 따라서는 Z축 한 축만 필요한 경우도 있다. 따라서, 어떤 이유로 Z축 방향 대신 X축 또는 Y축 방향의 가속도 센서를 써야 할 경우에는 별도의 조각 기판을 사용하여 가속도 센서를 주 기판에 세워서 실장할 수도 있다.

또한, 자이로 센서는 각속도를 측정하는 센서로서, 기준 방향에 대해 돌아간 방향을 감지할 수 있다.

출력부(150)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 또는 알람(alarm) 신호의 출력을 위한 것이다. 출력부(150)에는 디스플레이부(151), 음향출력 모듈(153), 알람부(155), 및 햅틱 모듈(157) 등이 포함될 수 있다.

디스플레이부(151)는 휴대 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시 출력한다. 예를 들어 휴대 단말기(100)가 통화 모드인 경우 통화와 관련된 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시한다. 그리고 휴대 단말기(100)가 화상 통화 모드 또는 촬영 모드인 경우, 촬영되거나 수신된 영상을 각각 혹은 동시에 표시할 수 있으며, UI, GUI를 표시한다.

한편, 전술한 바와 같이, 디스플레이부(151)와 터치패드가 상호 레이어 구조를 이루어 터치스크린으로 구성되는 경우, 디스플레이부(151)는 출력 장치 이외에 사용자의 터치에 의한 정보의 입력이 가능한 입력 장치로도 사용될 수 있다.

만일, 디스플레이부(151)가 터치스크린으로 구성되는 경우, 터치스크린 패널, 터치스크린 패널 제어기 등을 포함할 수 있다. 이 경우, 터치스크린 패널은 외부에 부착되는 투명한 패널로서, 휴대 단말기(100)의 내부 버스에 연결될 수 있다. 터치스크린 패널은 접촉 결과를 주시하고 있다가, 터치입력이 있는 경우 대응하는 신호들을 터치스크린 패널 제어기로 보낸다. 터치스크린 패널 제어기는 그 신호들을 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(180)로 전송하여, 제어부(180)가 터치입력이 있었는지 여부와 터치스크린의 어느 영역이 터치 되었는지 여부를 알 수 있도록 한다.

디스플레이부(151)는 전자종이(e-Paper)로 구성될 수도 있다. 전자종이(e-Paper)는 일종의 반사형 디스플레이로서, 기존의 종이와 잉크처럼 높은 해상도, 넓은 시야각, 밝은 흰색 배경으로 우수한 시각 특성을 가진다. 전자종이(e-Paper)는 플라스틱, 금속, 종이 등 어떠한 기판상에도 구현이 가능하고, 전원을 차단한 후에도 화상이 유지되고 백라이트(back light) 전원이 없어 휴대 단말기(100)의 배터리 수명이 오래 유지될 수 있다. 전자종이로는 정전화가 충전된 반구형 트위스트 볼을 이용하거나, 전기영동법 및 마이크로 캡슐 등을 이용할 수 있다.

이외에도 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 수도 있다. 그리고, 휴대 단말기(100)의 구현 형태에 따라 디스플레이부(151)가 2개 이상 존재할 수도 있다. 예를 들어, 휴대 단말기(100)에 외부 디스플레이부(미도시)와 내부 디스플레이부(미도시)가 동시에 구비될 수 있다.

음향출력 모듈(153)은 호신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리(160)에 저장된 오디오 데이터를 출력한다. 또한, 음향출력 모듈(153)은 휴대 단말기(100)에서 수행되는 기능, 예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등과 관련된 음향 신호를 출력한다. 이러한 음향출력 모듈(153)에는 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다.

알람부(155)는 휴대 단말기(100)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 휴대 단말기(100)에서 발생하는 이벤트의 예로는 호 신호 수신, 메시지 수신, 키 신호 입력 등이 있다. 알람부(155)는 오디오 신호나 비디오 신호 이외에 다른 형태로 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 예를 들면, 진동 형태로 신호를 출력할 수 있다. 알람부(155)는 호 신호가 수신되거나 메시지가 수신된 경우, 이를 알리기 위해 신호를 출력할 수 있다. 또한. 알람부(155)는 키 신호가 입력된 경우, 키 신호 입력에 대한 피드백으로 신호를 출력할 수 있다. 이러한 알람부(155)가 출력하는 신호를 통해 사용자는 이벤트 발생을 인지할 수 있다. 휴대 단말기(100)에서 이벤트 발생 알림을 위한 신호는 디스플레이부(151)나 음향출력 모듈(153)를 통해서도 출력될 수 있다.

햅틱 모듈(haptic module)(157)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(157)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동 효과가 있다. 햅틱 모듈(157)이 촉각 효과로 진동을 발생시키는 경우, 햅택 모듈(157)이 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 변환가능하며, 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다.

햅틱 모듈(157)은 진동 외에도, 접촉 피부 면에 대해 수직 운동하는 핀 배열에 의한 자극에 의한 효과, 분사구나 흡입구를 통한 공기의 분사력이나 흡입력을 통한 자극에 의한 효과, 피부 표면을 스치는 자극에 의한 효과, 전극(eletrode)의 접촉을 통한 자극에 의한 효과, 정전기력을 이용한 자극에 의한 효과, 흡열이나 발열이 가능한 소자를 이용한 냉온감 재현에 의한 효과 등 다양한 촉각 효과를 발생시킬 수 있다. 햅틱 모듈(157)은 직접적인 접촉을 통해 촉각 효과의 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자의 손가락이나 팔 등의 근감각을 통해 촉각 효과를 느낄 수 있도록 구현할 수도 있다. 햅틱 모듈(157)은 휴대 단말기(100)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.

메모리(160)는 제어부(180)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입력되거나 출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다.

메모리(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, 롬 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 또한, 휴대 단말기(100)는 인터넷(internet) 상에서 메모리(150)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)를 운영할 수도 있다.

인터페이스부(170)는 휴대 단말기(100)에 연결되는 모든 외부기기와의 인터페이스 역할을 수행한다. 휴대 단말기(100)에 연결되는 외부기기의 예로는, 유/무선 헤드셋, 외부 충전기, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드(Memory card), SIM(Subscriber Identification Module) 카드, UIM(User Identity Module) 카드 등과 같은 카드 소켓, 오디오 I/O(Input/Output) 단자, 비디오 I/O(Input/Output) 단자, 이어폰 등이 있다. 인터페이스부(170)는 이러한 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나 전원을 공급받아 휴대 단말기(100) 내부의 각 구성 요소에 전달할 수 있고, 휴대 단말기(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 할 수 있다.

인터페이스부(170)는 휴대 단말기(100)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 연결된 크래들로부터의 전원이 휴대 단말기(100)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 휴대 단말기(100)로 전달되는 통로가 될 수 있다.

제어부(180)는 통상적으로 상기 각부의 동작을 제어하여 휴대 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행한다. 또한, 제어부(180)는 멀티 미디어 재생을 위한 멀티미디어 재생 모듈(181)을 구비할 수도 있다. 멀티미디어 재생 모듈(181)은 제어부(180) 내에 하드웨어로 구성될 수도 있고, 제어부(180)와 별도로 소프트웨어로 구성될 수도 있다.

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

이와 같은 구성의 휴대 단말기(100)는 유무선 통신 시스템 및 위성 기반 통신 시스템을 포함하여, 프레임(frame) 또는 패킷(packet)을 통하여 데이터(data)를 전송할 수 있는 통신 시스템에서 동작 가능하도록 구성될 수 있다.

이상 본 발명과 관련된 휴대 단말기를 기능에 따른 구성요소 관점에서 살펴보았다. 이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명과 관련된 휴대 단말기를 외형에 따른 구성요소 관점에서 더욱 살펴보기로 한다. 이하에서는 설명의 편의상, 폴더 타입, 바 타입, 스윙타입, 슬라이더 타입 등과 같은 여러 타입의 휴대 단말기들 중에서 전면 터치스크린이 구비되어 있는, 바 타입 휴대 단말기를 예로 들어 설명한다. 그러나, 본 발명은 바 타입의 휴대 단말기에 한정되는 것은 아니고 전술한 타입을 포함한 모든 타입의 휴대 단말기에 적용될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대 단말기를 전면에서 바라본 사시도이다. 도 2를 참조하면, 본 휴대 단말기(100)의 외관을 이루는 케이스는, 프론트 케이스(100A-1)와 리어 케이스(100A-2)에 의해 형성된다. 프론트 케이스(100A-1)와 리어 케이스(100A-2)에 의해 형성된 공간에는 각종 전자부품들이 내장된다. 프론트 케이스(100A-1)와 리어 케이스(100A-2) 사이에는 적어도 하나의 중간 케이스들이 추가로 배치될 수도 있다. 이와 같은 케이스들은 합성수지를 사출하여 형성되거나, 금속 재질, 예를 들어 스테인레스 스틸(STS) 또는 티타늄(Ti) 등과 같은 금속 재질을 갖도록 형성될 수도 있다.

본체, 구체적으로 제1 프론트 케이스(100A-1)에는 디스플레이부(151), 제 1 음향출력모듈(153a), 제1 카메라(121a), 제1 사용자 입력부(130a)가 배치될 수 있다. 그리고, 리어 케이스(100A-2)의 측면에서는 제2 사용자 입력부(130b), 제3 사용자 입력부(130), 및 마이크(123)가 배치될 수 있다.

디스플레이부(151)는 정보를 시각적으로 표현하는 LCD(liquid crystal display), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등을 포함한다. 디스플레이부(151)에는 터치패드가 레이어 구조로 중첩됨으로써, 디스플레이부(151)가 터치스크린으로 동작하여, 사용자의 터치에 의한 정보의 입력이 가능하도록 구성할 수도 있다.

제1 음향출력 모듈(153a)은 리시버 또는 스피커의 형태로 구현될 수 있다. 제1 카메라(121a)는 사용자 등에 대한 이미지 또는 동영상을 촬영하기에 적절하도록 구현될 수 있다. 그리고, 마이크(123)는 사용자의 음성, 기타 소리 등을 입력받기에 적절한 형태로 구현될 수 있다.

제1 사용자 입력부는 사용자가 촉각적인 느낌을 주면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다.

예를 들어, 사용자 입력부(130)는 사용자의 푸시 또는 터치 조작에 의해 명령 또는 정보를 입력받을 수 있는 돔 스위치 또는 터치 패드로 구현되거나, 키를 회전시키는 휠 또는 조그 방식이나 조이스틱과 같이 조작하는 방식 등으로도 구현될 수 있다. 기능적인 면에서, 제1 사용자 입력부(130a)는 시작, 종료, 통화 등과 같은 명령을 입력하기 위한 것이고, 제2 사용자 입력부(130b)는 동작 모드의 선택 등을 입력하기 위한 것이다.

사용자의 손가락이 디스플레이부(151)에 근접하는 경우, 제1 바디 등에 설치된 근접센서(141)가 이를 감지하여 근접신호를 출력한다. 이때, 사용자의 손가락이 위치한 거리에 따라 서로 다른 근접신호를 출력하도록 구성할 수 있다. 일반적으로 근접센서에 검출물체가 접근하여 근접신호가 출력되는 거리를 검출거리라고 하는데, 이와 같이 검출거리가 서로 다른 근접센서를 복수로 사용하여, 각 근접센서에서 출력되는 근접신호를 비교하면 검출물체가 어느 정도 근접하였는지 알 수 있다.

또한, 검출영역이 서로 다른 근접센서를 복수로 배치하여 이들 근접센서 중에서 어느 근접센서로부터 근접신호가 출력되는지를 파악하여, 근접물체가 디스플레이부(151)의 어느 영역으로 접근하는지 여부와, 검출물체가 디스플레이부(151)에 근접하여 이동하는지 여부 등을 식별할 수 있다. 이에 따라, 제어부(180)는 사용자의 손가락 등의 근접한 위치에 대응하는 터치키를 선택하여 대응하는 진동신호를 출력하도록 제어할 수도 있다.

사용자가 휴대 단말기를 기울거나 흔들면 모션 센서(145)는 휴대 단말기의 움직임을 감지한다. 모션 센서(145)는 휴대 단말기의 움직임에 대응하는 신호를 발생하여 제어부(180)로 출력한다. 제어부(180)는 모션 센서(145)에서 발생한 신호로부터 휴대 단말기의 움직임 방향, 각도, 속도, 세기, 현재 위치 등 움직임에 관련된 정보를 검출한다.

제어부(180)는 모션 센서(145)에서 발생한 신호로부터 검출한 정보를 통해 휴대 단말기의 움직임을 트랙킹한다. 모션 센서(145)를 구성하는 부품에 따라 자이로센서에서 발생한 신호로부터 검출할 수 있는 정보를 다를 수 있다. 휴대 단말기에는 검출하고자 하는 휴대 단말기의 움직임 정보에 따른 모션 센서(145)가 구비된다. 모션 센서(145)는 휴대 단말기에 적어도 한 개 이상 구비될 수 있다. 제어부(180)는 검출하고자 하는 정보에 대응하여 모션 센서(145)가 특정 어플리케이션 실행시만 동작하도록 제어할 수 있다.

도 3은 도 2에 도시한 휴대 단말기의 후면 사시도이다. 도 3를 참조하면, 리어케이스(100A-2)의 측면에서는 제4 사용자 입력부(130b), 제5 사용자 입력부(130c), 및 인터페이스부(170)가 배치될 수 있으며, 리어 케이스(100A-2)의 후면에는 제2 카메라(121b)가 추가로 장착될 수 있다.

제2 카메라(121b)는 제1 카메라(121a)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지며, 제1 카메라(121a)와 서로 다른 화소를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 카메라(121a)는 화상 통화 등의 경우에 사용자의 얼굴을 촬영하여 상대방에 전송함에 무리가 없도록 저화소를 가지며, 제2 카메라(121b)는 일반적인 피사체를 촬영하고 바로 전송하지는 않는 경우가 많으므로 고 화소를 가지는 것이 바람직하다.

제2 카메라(121b)에 인접하게는 거울(125)과 플래쉬(126)가 추가로 배치될 수 있다. 거울(125)은 사용자가 제2 카메라(121b)를 이용하여 자신을 촬영(셀프 촬영)하고자 하는 경우에, 사용자 자신의 얼굴 등을 비춰볼 수 있게 한다. 플래쉬(126)는 제2 카메라(121b)로 피사체를 촬영하는 경우에 상기 피사체를 향해 빛을 비추게 된다.

리어 케이스(100A-2)에는 제2 음향출력 모듈(미도시)이 추가로 배치될 수도 있다. 제2 음향출력 모듈은 제1 음향출력 모듈(153a)와 함께 스테레오 기능을 구현할 수 있으며, 스피커폰 모드로 통화를 위하여 사용될 수도 있다.

또한, 제2 리어 케이스(100A-2)의 일 측에는 통화 등을 위한 안테나 외에 방송신호 수신용 안테나(미도시)가 배치될 수 있다. 안테나는 리어 케이스(100A-2)에서 인출 가능하게 설치될 수 있다.

인터페이스부(170)는 휴대 단말기(100)가 외부 기기와 데이터 교환 등을 할 수 있게 하는 통로가 된다. 예를 들어, 인터페이스부(170)는 유선 또는 무선으로, 이어폰과 연결하기 위한 접속단자, 근거리 통신을 위한 포트, 또는 휴대 단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급 단자들 중 적어도 하나일 수 있다. 인터페이스부(170)는 SIM(subscriber identification module) 또는 UIM(user identity module), 정보 저장을 위한 메모리 카드 등의 외장형 카드를 수용하는 카드 소켓일 수도 있다.

그리고, 리어 케이스(100A-2) 측에는 휴대 단말기에 전원을 공급하기 위한 전원공급부(190)가 장착된다. 전원공급부(190)는, 예를 들어 충전 가능한 배터리로서, 충전 등을 위하여 리어 케이스(100A-2)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.

이상에서는 제2 카메라(121b) 등이 리어 케이스(100A-2)에 배치되는 것으로 설명하였으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 제2 카메라(12b)가 별도로 구비되지 않더라도, 제1 카메라(121a)를 회전 가능하게 형성되어 제2 카메라(121b)의 촬영 방향까지 촬영 가능하게 구성될 수도 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대 단말기의 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 휴대 단말기에서 터치 윈도우에 대한 전면도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 프론트 케이스에는 터치 윈도우(210)가 배치된다.

터치 윈도우(210)는 터치에 의한 정전용량의 변화를 감지하는 제1 영역(210a)과 터치에 의한 압력의 변화를 감지하는 제2 영역(210b)으로 구분된다.

제1 영역(210a)에는 터치에 의한 정전용량의 변화를 감지할 수 있는 제1 터치 시트(212)가 형성되고, 디스플레이부(151)에서 출력되는 시각 정보가 투과될 수 있도록 투명하게 형성되는 것이 바람직하다.

제2 영역(210b)은 제1 영역(210a)의 일측에 일정 공간을 갖도록 형성될 수 있다. 제2 영역(210b)에는 터치에 의한 압력의 변화를 감지할 수 있는 제2 터치 시트(216)가 형성될 수 있다.

터치 윈도우(210)의 후면에는 터치 윈도우(210)와 휴대 단말기의 바디를 전기적으로 연결시키기 위한 연성회로기판(220)(Flexible Printed Circuit Board)이 구비된다. 연성회로기판(220)은 변형가능한 재질로 형성되고, 그 일면에는 회로 패턴들이 형성된다.

도 6은 제1 실시예에 따른 도 5에 도시한 터치 윈도우 및 연성회로기판에 대한 A-A 선에 대응하는 단면도이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 윈도우(210)는 인쇄 필름(211), 터치에 의한 압력의 변화를 감지하는 제1 터치 시트(212), 투명 윈도우 층(214), 터치에 의한 정전용량의 변화를 감지하는 제2 터치 시트(216)를 포함한다. 제1 터치 시트(212), 투명 윈도우 층(214) 및 제2 터치 시트(216) 각각은 OCA(optical clear adhesive) 층에 의해 접착 가능하다.

인쇄 필름(211)은 터치 윈도우(210)의 전면을 이루는 것으로서 인쇄가 가능한 투명재질로 형성되는 것이 바람직하다. 인쇄 필름(211)에는 제조사 또는 통신사의 로고등을 인쇄하거나 디스플레이부(151)를 제외한 부분이 드러나지 않도록 반투명으로 인쇄한다. 인쇄 필름(211)은 투명 윈도우 층(214) 및 제1 터치 시트(212)를 보호하는 역할을 할 수 있다.

제1 터치 시트(212)는 터치에 따라 신호 변화가 일어난다. 제1 터치 시트에는 도전성 재질의 도전 패턴이 구비되면, 도전 패턴은 투명한 재질의 도전성 물질, 예를 들어, ITO(인듐 주석 산화물) 필름을 포함하는 것이 바람직하다. 제1 터치 시트(212)은 상부 ITO 필름(212a)과 하부 ITO 필름(212b)으로 구성될 수 있다. 상부 ITO 필름(212a)과 하부 ITO 필름(212b) 사이에 도트 스페이서(Dot spacer)가 설치되어 터치 윈도우(210)의 터치시 신호의 변화가 일어난다. 그리고, 상기한 상부 ITO 필름(212a) 및 하부 ITO 필름(212b) 각각에 연결된 제1 연결 라인(218)은 후술하는 투명 윈도우 층(214)을 관통하여 연성회로기판(220)에 연결됨으로써 제1 터치 시트(212)에서 발생된 신호 변화를 연성회로기판(220)에 인가한다.

제1 터치 시트(212)는 인쇄 필름(211)의 후면 중 일부면 및 투명 윈도우 층(214)의 측면 중 일부면에 배치된다. 제1 터치 시트(212)은 인쇄 필름(211) 중 제2 영역(210b)에 대응되는 부분에만 배치되는 것이 바람직하다. 인쇄 필름(211)중 제1 터치 시트(212)가 배치되지 않는 부분에는 투명 윈도우 층(214)이 배치되는 것이 바람직하다.

투명 윈도우 층(214)은 투명 재질로 이루어지며 폴리카보네이트, 유리, 아크릴로 형성되는 것이 바람직하다. 투명 윈도우 층(214)은 디스플레이부(151)를 보호하는 역할을 할 수 있다.

투명 윈도우 층(214)은 인쇄 필름(211) 및 제1 터치 시트(212)의 후면에 배치된다. 구체적으로, 투명 윈도우 층(214)은 인쇄 필름(211)의 후면 중 일부 영역에 배치되면서 제1 터치 시트(212)와 병렬적으로 배치된 제1 투명 윈도우 층(214a)과 제1 투명 윈도우 층(214a)의 후면 및 제1 터치 시트(212)의 후면에 배치되는 제2 투명 윈도우 층(214b)으로 구분될 수 있다.

그리고, 제1 터치 시트(212)의 후면에 배치된 제2 투명 윈도우 층(214b)은 상술한 제1 연결라인(218)이 관통하도록 홀이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

그리고, 제2 터치 시트(216)는 투명 윈도우 층(214)의 후면, 보다 구체적으로, 제2 투명 윈도우 층(214b)의 후면에 배치된다. 제2 터치 시트(216)의 중앙 영역에는 도전성 재질의 도전 패턴(미도시)이 구비되며, 도전 패턴은 투명한 재질의 도전성 물질, 예를 들어, ITO(인듐 주석 산화물)이 비도전성을 갖는 PET(Polyethylene Terephthalate) 층(미도시)에 양면 테이프(OCA Tape)의 부착 공정에 의해 접착된다. 도전 패턴은 복수의 라인들로 형성될 수 있으며, 이들은 일정 패턴을 갖도록 형성될 수 있다.

제2 터치 시트(216)의 테두리 영역에는 도전 패턴과 연결되는 제2 연결 라인(미도시)들이 배치된다. 연결라인들은 제2 터치 시트(216)상에 스퍼터링 등에 의하여 패턴화될 수 있다. 연결 라인들은 제2 터치 시트(216)의 하단을 향하여 연장되며, 이들은 연성회로기판(220)과 연결된다.

연성회로기판(220)은 제2 투명 윈도우 층(214b)의 후면 중 일부에 배치되며, 제1 터치 시트(212) 및 제2 터치 시트(216)의 연결 라인들과 연결되어 있다.

상기와 같이, 정전용량 방식의 터치 시트와 저항막 방식의 터치 시트가 결합된 터치 윈도우를 제조할 수 있다. 또한, 정전용량 방식의 터치 시트와 저항막 방식의 터치 시트를 하나의 공정 방식으로 공정하기 때문에 휴대 단말기의 제조 원가를 줄일 수 있다. 뿐만 아니라, 제2 터치 시트의 연결 라인이 연성회로기판에 직접 연결되기 때문에, 제조 공정이 간소화된다.

도 7은 제2 실시예에 따른 도 5에 도시한 터치 윈도우 및 연성회로기판에 대한 A-A 선에 대응하는 단면도이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 윈도우(210)는 인쇄 필름(311), 터치에 의한 압력의 변화를 감지하는 제1 터치 시트(312), 투명 윈도우 층(314), 터치에 의한 정전용량의 변화를 감지하는 제2 터치 시트(316) 및 터치에 의한 압력의 변화를 제1 터치 시트에 인가하는 제3 터치 시트(318)를 포함한다. 제1 터치 시트(312), 투명 윈도우 층(314), 제2 터치 시트(316) 및 제3 터치 시트(318) 각각은 OCA(optical clear adhesive) 층에 의해 접착 가능하다.

인쇄 필름(311)은 터치 윈도우(210)의 전면을 이루는 것으로서 인쇄가 가능한 투명재질로 형성되는 것이 바람직하다. 인쇄 필름(311)에는 제조사 또는 통신사의 로고 등을 인쇄하거나 디스플레이부(151)를 제외한 부분이 드러나지 않도록 반투명으로 인쇄한다. 인쇄 필름(311)은 투명 윈도우 층(214) 및 제3 터치시트(318)를 보호하는 역할을 할 수 있다.

투명 윈도우 층(314)은 투명 재질로 이루어지며 폴리카보네이트, 유리, 아크릴로 형성되는 것이 바람직하다. 투명 윈도우 층(314)은 디스플레이부(151) 및 제2 터치 시트(316)를 보호하는 역할을 할 수 있다.

투명 윈도우 층(314)은 인쇄 필름(311)의 후면에 배치된다. 구체적으로, 투명 윈도우 층(314)은 인쇄 필름(211)의 후면에 배치되면서 제2 영역(210b)여 홀이 형성되어 있는 제1 투명 윈도우 층(314a) 및 제1 투명 윈도우 층(314a)의 후면 중 일면에 배치되는 제2 투명 윈도우 층(314b)으로 구분될 수 있다.

제1 터치 시트(312)는 투명 윈도우 층(314)의 측면 중 일부면에 배치된다. 구체적으로, 제1 터치 시트(312)는 제2 투명 윈도우 층(314b)과 병렬적으로 배치되면서 제1 투명 윈도우 층(314a)의 후면 중 일부면에 배치된다.

그리고, 제3 터치 시트(318)는 제1 투명 윈도우 층(314a)의 홀을 관통하여 인쇄 필름(311) 및 제1 터치 시트(312)의 상면에 배치된다. 제3 터치 시트(318)은 폴리카보네이트 시트로 구성된 터치키(318a)와 터치키(318a)의 후면에 배치되어 압력 변화에 대응하여 상기 터치키(318a)를 이동시키고, 상기 압력 변화를 상기 제1 터치 시트로 전달하는 엑츄에이터(318b)로 구성된다. 상기한 엑츄에이터(318b)는 UV 몰딩기법에 의해 접착시키는 것이 바람직하다.

상기한 같은 제3 터치 시트(318)는 터치에 의한 압력 변화를 제1 터치 시트(312)로 인가하고, 제1 터치 시트(312)에서 터치의 압력 변화에 따라 신호 변화가 발생한다. 제1 터치 시트(312)에서 발생된 신호 변화는 제2 터치 시트(316)를 통해 연성회로기판(220)에 전달된다.

제2 터치 시트(316)는 투명 윈도우 층(314)의 후면 및 제1 터치 시트(312)의 후면에 배치된다. 제2 터치 시트(316) 층의 중앙 영역에는 도전성 재질의 도전 패턴이 구비되며, 도전 패턴은 투명한 재질의 도전성 물질, 예를 들어, ITO(인듐 주석 산화물)이 비도전성을 갖는 PET(Polyethylene Terephthalate) 층에 양면 테이프(OCA Tape)의 부착 공정에 의해 접착된다. 도전 패턴은 복수의 라인들로 형성될 수 있으며, 이들은 일정 패턴을 갖도록 형성될 수 있다.

제2 터치 시트(316)의 테두리 영역에는 연결 라인들이 배치된다. 연결라인들은 제2 터치 시트(316) 상에 스퍼터링 등에 의하여 패턴화될 수 있다. 연결 라인들은 제2 터치시트(316)의 하단을 향하여 연장되며, 이들은 연성회로기판(220)과 연결된다.

연성회로기판(220)은 제2 터치 시트(316)의 후면 중 일부에 배치되며, 제2 터치 시트(316)의 연결 라인과 연결되어 있다.

상기와 같이, 정전용량 방식의 터치 시트와 저항막 방식의 터치 시트를 혼용하여 제조할 수 있다. 도한, 정전용량 방식의 터치 시트와 저항막 방식의 터치 시트를 하나의 공정 방식으로 공정하기 때문에 휴대 단말기의 제조 원가를 줄일 수 있다. 또한, 제2 터치 시트(316)의 후면에 연성회로기판(220)이 직접 배치되기 때문에 제1 터치 시트(312)와 연성회로기판(220)을 연결하기 위한 별도의 연결부가 필요하지 않아, 제조 공정이 간소화된다.

그리고, 본 발명에 따른 휴대 단말기는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

110 : 무선 통신부 120 : A/V 입력부
130 : 사용자 입력부 140 : 센싱부
150 : 출력부 151 : 디스플레이부
160 : 메모리 170 : 인터페이스부
180 : 제어부

Claims (7)

1. 투명 윈도우 층;
   상기 투명 윈도우 층의 측면의 일부 면에 배치되며, 터치에 의한 압력 변화를 감지하는 제1 터치 시트;
   상기 투명 윈도우 층의 후면에 배치되며, 터치에 의한 정전용량의 변화를 감지하는 제2 터치 시트; 및
   상기 제2 터치 시트의 후면에 배치되어, 상기 제1 터치 시트 및 상기 제2 터치 시트 중 적어도 하나와 휴대 단말기의 바디를 전기적으로 연결시키는 회로기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 투명 윈도우 층은,
   상기 제1 터치 시트와 병렬적으로 배치된 제1 투명 윈도우 층; 및
   상기 제1 투명 윈도우 층 및 상기 제1 터치 시트의 후면에 배치된 제2 투명 윈도우 층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 회로기판은 연성회로기판이고, 상기 제2 터치 시트의 후면 중 일부 면에 배치되는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 투명 윈도우 층을 관통하며, 상기 제2 터치 시트와 상기 연성회로기판을 연결시키는 적어도 하나의 연결 라인;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 투명 윈도우 층을 관통하며, 상기 터치에 의한 압력 변화를 상기 제1 터치 시트에 전달하는 제3 터치 시트;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 제3 터치 시트는,
   상기 터치를 입력받는 터치키; 및
   상기 터치키의 후면에 배치되어 상기 압력 변화에 대응하여 상기 터치키를 이동시키고, 상기 압력 변화를 상기 제1 터치 시트로 전달하는 엑츄에이터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기.
7. 제 5항에 있어서,
   상기 투명 윈도우 층은,
   상기 제3 터치 시트가 끼워지도록 홀이 형성된 제1 투명 윈도우 층; 및
   상기 제1 투명 윈도우 층의 후면 중 일부 면에 배치되고, 상기 제1 터치 시트와 병렬적으로 배치된 제2 투명 윈도우 층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기.

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