KR101714300B1 - 터치입력장치 - Google Patents

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오광명
박성민
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 터치의 인식영역을 확장할 수 있을 뿐만 아니라 터치를 감지하는 센서 등과 같은 구조물의 설계자유도를 높일 수 있는 터치입력장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 터치입력장치는, 제1방향을 향하는 제1면과, 제1방향과 반대인 제2방향을 향하는 제2면을 가진 터치플레이트(touch plate); 상기 터치플레이트의 제2면에 연결되고, 상기 터치플레이트의 제1면에 가해지는 터치(touch)에 의해 제1방향 및 제2방향으로 변형되는 하나 이상의 탄성체; 및 상기 탄성체에 연결되어 상기 탄성체의 변형을 검출함으로써 터치를 인식하는 하나 이상의 센서;를 가지고, 상기 센서는 상기 터치플레이트의 가장자리에서 내측으로 이격된 위치에 배치될 수 있다.

Description

터치입력장치{TOUCH INPUT APPARATUS}
본 발명은 터치입력장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 터치의 인식영역을 확장할 수 있을 뿐만 아니라 터치를 감지하는 센서 등과 같은 구조물의 설계자유도를 높일 수 있는 터치입력장치에 관한 것이다.
터치입력장치는 손가락이나 전자펜 등으로 디스플레이 표면이나 정해진 터치면을 터치함으로써 간단하고 직관적으로 사용자 조작을 입력할 수 있는 사용자 인터페이스(user interface)이다. 이러한 터치입력장치는 네비게이션 단말기(navigation device), 텔레매틱스 단말기(telematics terminal), PDA(Personal Digital Assistant), 랩톱 컴퓨터(laptop computer), 노트북 컴퓨터(notebook computer) 및 스마트폰(smart phone) 등의 다양한 분야에 적용되고 있다.
그리고, 터치입력장치는 저항막 방식(Resistive Overlay), 정전용량방식(Capacitive Overlay), 표면초음파 방식(Surface Acoustic Wave) 및 적외선 방식(Infrared Beam) 등의 터치 인식 기술을 이용한다. 기존의 터치 인식 기술은 평면에서 터치 좌표 즉, X축 좌표와 Y축 좌표를 인식하므로, 2차원 터치 인터렉션(2D touch interaction)에 제한된다.
이러한 기존의 2차원 터치 인터렉션의 한계를 극복하기 위해 포스 센서(force sensor)를 이용하여 터치 좌표와 함께 터치 힘을 인식하는 포스 기반 터치 인식 기술(3차원 터치 인터렉션) 등이 제안되고 있다.
한편, 종래의 터치입력장치는 복수의 포스 센서가 터치패널의 저면에 부착되고, 터치패널에 대한 터치 시에 터치의 위치 및 터치의 강약 등과 같은 다양한 용도로 활용되고 있다.
하지만, 종래의 터치입력장치는 터치패널의 가장자리 저면에 부착된 복수의 포스 센서들에 의해 가상으로 연결된 가상 테두리의 내측영역에 대해서만 그 터치가 인식될 수 있고, 그 가상 테두리를 벗어난 영역에서의 터치는 인식될 수 없다. 즉, 포스센서가 터치패널의 가장자리에 부착된 상태에서는 그 터치의 인식영역이 협소해질 수 밖에 없다.
특히, 터치입력장치가 다양한 기기, 다양한 복곡면구조, 다양한 상황 등에 적용될 경우에도 터치의 인식영역을 확장하기 어려운 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 단점을 극복하기 위하여 연구개발된 것으로, 터치의 인식영역을 넓게 확장할 수 있을 뿐만 아니라 터치를 감지하는 센서 등의 위치 자유도를 높일 수 있는 터치입력장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 터치입력장치는,
제1방향을 향하는 제1면과, 제1방향과 반대인 제2방향을 향하는 제2면을 가진 터치플레이트(touch plate);
상기 터치플레이트의 제2면에 연결되고, 상기 터치플레이트의 제1면에 가해지는 터치(touch)에 의해 제1방향 및 제2방향 중에서 적어도 어느 한 방향으로 변형되는 하나 이상의 탄성체; 및
상기 탄성체에 연결되어 상기 탄성체의 변형을 검출함으로써 터치를 인식하는 하나 이상의 센서;를 포함할 수 있고,
상기 센서는 상기 터치플레이트의 가장자리에서 내측(inwardly)으로 이격된 위치에 배치될 수 있다.
상기 센서는 탄성체의 제1방향 또는 제2방향의 변형에 대응하여 벤딩(bending)하면서 힘을 측정하는 스트레인게이지(strain gauge)일 수 있다.
상기 탄성체는 외팔보 구조로 상기 터치플레이트의 제2면에 연결될 수 있다.
상기 탄성체의 일단은 상기 터치플레이트의 제2면에 연결되고, 상기 탄성체의 타단은 지지체에 의해 지지될 수 있다.
상기 터치플레이트의 제2면에는 돌기가 제2방향을 향해 돌출하며, 상기 탄성체의 일단은 상기 돌기에 고정될 수 있다.
상기 터치플레이트의 제2면에 대해 이격되는 베이스플레이트를 더 포함하고, 상기 지지체는 상기 베이스플레이트에서 제1방향을 향해 돌출하도록 설치될 수 있다.
상기 탄성체의 일단에는 연결브라켓이 결합되고, 상기 연결브라켓은 상기 돌기에 고정될 수 있다.
상기 연결브라켓은 상기 탄성체의 일단이 끼움결합되는 홈을 가질 수 있다.
상기 연결브라켓은 상기 탄성체의 일단을 압착하는 하나 이상의 압착돌기를 가질 수 있다.
상기 연결브라켓은 상기 탄성체의 일단을 관통하는 삽입부와, 상기 삽입부의 상단에 마련된 상부가압부와, 상기 삽입부의 하단에 마련된 하부가압부를 가질 수 있다.
상기 연결브라켓은 헤드부 및 나사부를 가진 체결나사로 이루어지고, 상기 탄성체의 일단에는 체결공이 형성되며, 상기 연결브라켓의 나사부가 상기 탄성체의 체결공에 나사결합될 수 있다.
상기 돌기의 일측에는 쐐기부가 돌출하고, 상기 탄성체의 일단에는 상기 쐐기부가 쐐기결합되는 쐐기홈이 형성될 수 있다.
상기 돌기의 일측에는 결합부가 단턱지게 형성될 수 있고, 상기 탄성체의 일단에는 상기 결합부가 끼움결합되는 결합홈이 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 터치입력장치는,
터치플레이트; 및
상기 터치플레이트의 저면에 연결되고, 상기 터치플레이트의 가장자리로부터 내측(inwardly)으로 이격되게 배치되며, 상기 터치플레이트에 가해지는 터치에 의한 힘을 측정하는 하나 이상의 센서;를 포함할 수 있다.
상기 터치플레이트는 평탄한 구조로 이루어질 수 있다.
상기 터치플레이트는 곡면진 구조로 이루어질 수 있다.
본 발명에 의하면, 센서가 터치플레이트의 가장자리로부터 내측으로 이격되게 배치됨에 따라 터치플레이트의 제1면 전면에 걸쳐 터치의 인식을 용이하게 할 수 있다. 즉, 터치의 인식 영역을 확장할 수 있다. 그리고, 이러한 터치의 인식 영역 확장을 통해 센서 내지 베이스플레이트 등과 같은 각종 구조물의 구성에 대한 설계자유도를 높일 수 있다.
그리고, 본 발명은 센서가 탄성체의 제1방향 또는 제2방향 변형을 정밀하게 측정할 수 있으므로, 누름 구조 이외에도 당김 구조의 터치입력을 효과적으로 구현할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 터치입력장치를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 화살표 C 부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 4는 도 2의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 5는 도 2의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 6은 도 2의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 7은 도 2의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 8은 도 2의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 9는 도 1의 상부에 바라본 평면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는 데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예는 터치플레이트(10, touch plate)를 포함한다.
터치플레이트(10)는 제1방향(X1)을 향하는 제1면(11)과, 제1방향(X1)과 반대인 제2방향(X2)을 향하는 제2면(12)을 가질 수 있다.
도 1에서, 제1면(11)은 터치가 가해지는 상면에 해당하고, 제2면(12)은 제1면(11)의 반대인 저면에 해당한다. 이에, 제1면(11)에 가해지는 터치에 의해 제2면(12)은 제1방향(X1) 또는 제2방향(X2)으로 힘을 받을 수 있다.
터치플레이트(10)의 제2면(12)에 대해 제2방향으로 이격되는 베이스플레이트(20)가 배치될 수 있다.
베이스플레이트(20)는 제1방향(X1)을 향하는 제1면(21)과, 제1방향(X1)과 반대인 제2방향(X2)을 향하는 제2면(22)을 가질 수 있다. 베이스플레이트(20)의 제1면(21)은 터치플레이트(10)의 제2면(12)과 마주보게 배치될 수 있다.
터치플레이트(10)의 제2면(12)에는 터치을 인식하는 하나 이상의 센서(41)가 탄성체(30)를 매개로 연결될 수 있다.
터치플레이트(10)의 제2면(12)에는 탄성체(30)가 연결되고, 터치플레이트(10)의 제1면(11)에 가해지는 터치에 의해 탄성체(30)는 제1방향(X1) 및 제2방향(X2) 중에서 적어도 한 방향을 따라 변형되도록 구성될 수 있다.
한편, 탄성체(30)의 구체적인 설치구조를 도 2를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
도 2에 도시된 바와 같이, 터치플레이트(10)의 제2면(12)에는 돌기(14)가 제2방향(X2)을 향해 돌출되게 형성되고, 베이스플레이트(20)의 제1면(21)에는 지지체(35)가 제1방향(X1)을 향해 돌출되게 설치될 수 있다.
돌기(14)와 지지체(35)는 제1방향(X1) 및 제2방향(X2)에 대해 직교하는 방향(즉, 도 1에서 수평방향)으로 서로 이격되게 배치될 수 있다. 탄성체(30)의 일단(31)은 돌기(14)에 접착제 등을 통해 고정됨으로써 터치플레이트(10)의 제2면(12)에 연결되며, 탄성체(30)의 타단(32)은 지지체(35)에 고정됨으로써 베이스플레이트(20)의 제1면(21)에 연결될 수 있다. 특히, 탄성체(30)는 수평방향으로 평탄하게 배치됨이 바람직하고, 이러한 탄성체(30)의 수평도를 유지하기 위하여 돌기(14)의 하단은 탄성체(30)의 일단(31)에 대응하는 길이로 돌출하고, 지지체(35)의 상단은 탄성체(30)의 타단(32)에 대응하는 길이로 돌출할 수 있다.
이에 의해, 터치플레이트(10)의 제1면(11)의 일측지점에 터치가 가해질 경우에는 탄성체(30)는 그 타단(32)을 기준으로 그 일단(31)이 제1방향(X1) 및 제2방향(X2) 중에서 적어도 어느 한 방향을 따라 변형하는 외팔보(cantilever)의 거동을 수행할 수 있다. 요컨대, 탄성체(30)는 터치플레이트(10)의 제2면(12)에 외팔보 구조로 연결되고, 이러한 탄성체(30)의 외팔보 거동을 통해 센서(41)가 안정적이고 원활하게 벤딩(bending)할 수 있다.
여기서, 터치플레이트(10)의 제2면(12)에서 돌출된 돌기(14)를 통해 터치에 의한 힘이 탄성체(30)의 일단(31)으로 원활하게 전달될 수 있으며, 이러한 돌기(14)에 의해 탄성체(30)가 터치플레이트(10)의 제2면(12)으로부터 일정간격으로 이격될 수 있으므로 터치플레이트(10)에 가해지는 터치에 의한 탄성체(30)의 변형이 안정되게 이루어질 수 있다.
한편, 도 3 내지 도 8은 도 2의 다른 실시형태에 따른 탄성체(30)의 설치구조를 도시한 도면이다.
도 3의 실시예에 따르면, 탄성체(30)의 일단(31)에는 연결브라켓(50)이 결합되고, 연결브라켓(50)은 "U"자형 홈(51)을 가진 구조로 이루어지며, 탄성체(30)의 일단(31)은 연결브라켓(50)의 홈(51)에 끼워져 결합될 수 있다. 그리고, 연결브라켓(50)의 상면은 돌기(14)의 저면에 접착제 등을 통해 고정될 수 있다.
이에, 터치플레이트(10)에 가해지는 터치에 의한 힘이 연결브라켓(50)을 통해 탄성체(30)의 일단(31)으로 보다 원활하게 전달되어 탄성체(30)의 변형이 안정적으로 이루어질 수 있다.
도 4의 실시예에 따르면, 연결브라켓(50)는 탄성체(30)의 일단(31)을 압착하는 하나 이상의 압착돌기(52)를 가지고, 압착돌기(52)는 연결브라켓(50)의 홈(51) 내에 대향되게 형성되어 탄성체(30)의 일단(31)을 보다 견고하게 압착할 수 있다.
도 5의 실시예에 따르면, 연결브라켓(50)은 탄성체(30)의 일단(31)을 관통하는 삽입부(53)와, 삽입부(53)의 상단에 마련된 상부가압부(54)와, 삽입부(53)의 하단에 마련된 하부가압부(55)를 가질 수 있다. 그리고, 탄성체(30)의 일단(31)에는 관통공(31a)이 형성되고, 탄성체(30)의 삽입공(31a)에는 연결브라켓(50)의 삽입부(53)가 삽입되며, 상부가압부(54) 및 하부가압부(55)가 탄성체(30)의 일단(31)을 상하방향에서 가압함으로써 연결브라켓(50)은 탄성체(30)의 일단(31)에 견고하게 결합될 수 있다.
도 6의 실시예에 따르면, 연결브라켓(50)은 헤드부(56) 및 나사부(57)를 가진 체결나사로 이루어질 수 있다. 그리고, 헤드부(56)의 상면은 돌기(14)의 저면에 접착제 등을 통해 고정되고, 탄성체(30)의 일단(31)에는 체결공(31b)이 형성될 수 있으며, 연결브라켓(50)의 나사부(57)가 탄성체(30)의 체결공(31b)에 나사결합될 수 있다.
도 7의 실시예에 따르면, 돌기(14)의 일측에는 쐐기형상의 쐐기부(58)가 돌출하고, 탄성체(30)의 일단(31)에는 쐐기홈(31c)이 형성될 수 있다. 이에, 돌기(14)의 쐐기부(58)가 탄성체(30)의 쐐기홈(31c)에 쐐기결합될 수 있다.
도 8의 실시예에 따르면, 돌기(14)의 일측에는 수평부(69a)가 수평방향으로 연장되고, 이 수평부(69a)에는 결합부(69b)가 단턱지게 돌출할 수 있으며, 탄성체(30)의 일단(31)에 결합홈(31d)가 형성될 수 있다. 이에, 돌기(14)의 결합부(69b)가 탄성체(30)의 결합홈(31d)에 끼움결합될 수 있다.
탄성체(30)에는 센서(41)가 부착되고, 센서(41)는 탄성체(30)의 변형에 대응하여 터치플레이트(10)의 제1면(11)에 가해지는 터치에 의한 힘을 측정하도록 구성될 수 있다. 요컨대, 탄성체(30)는 센서(41) 측으로 터치에 의한 힘을 전달하도록 구성될 수 있다.
이와 같이, 센서(41)는 터치플레이트(10)에 가해지는 터치에 의해 탄성체(30)가 변형됨을 감지하여 그 힘을 측정함으로써 터치의 위치 좌표 내지 터치의 강도 등을 인식할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 센서(41)는 탄성체(30)의 제1방향(X1) 또는 제2방향(X2)의 변형에 대응하여 벤딩(bending)하면서 힘을 측정하는 스트레인게이지(strain gauge)로 이루어질 수 있다.
특히, 도 1에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 센서(41)가 터치플레이트(10)의 가장자리(end edge)로부터 내측(inwardly)으로 이격되게 배치됨(도 1의 S1, S2 참조)으로써 센서(41)는 터치에 따른 탄성체(30)의 제1방향(X1) 또는 제2방향(X2) 변형을 정밀하게 측정할 수 있고, 이를 통해 터치플레이트(10)의 제1면(11) 전면에 걸쳐 터치의 인식을 용이하게 할 수 있으므로 그 터치 인식영역을 대폭 확장할 수 있다.
도 1에 예시된 바와 같이, 2개의 센서(41)가 터치플레이트(10)의 가장자리(end edge)로부터 내측(inwardly)을 향해 일정간격(S1, S2)으로 이격(spaced)된 상태에서, 터치플레이트(10)의 가장자리에 인접한 일측지점에 일정한 외력(F)의 터치가 제2방향(X2)으로 가해지면, 터치플레이트(10)는 A지점을 받침점으로 하여 지렛대 작용을 수행할 수 있고, 이를 통해 A지점에는 제1방향(X1)으로 제1반력(FA)이 생성되고, B지점에는 제2방향(X2)으로 제2반력(FB)이 생성될 수 있다. 이에 따라, A지점에 위치한 센서(41)는 제1방향(X1)으로 인장되는 신호를 출력할 수 있고, B지점에 위치한 센서(41)는 제2방향(X2)으로 당겨지는 신호를 출력함으로써 센서(41)들이 각 지점에 생성된 힘(FA, FB)을 측정할 수 있고, 이렇게 센서(41)들이 측정한 힘과 센서(41)들 사이의 거리를 힘과 모멘트의 평형방정식에 적용함으로써 터치의 좌표 내지 터치의 강도 등을 인식할 수 있다.
한편, 이러한 신호에 대해 종래기술과 비교하면, 종래기술은 터치패널의 가장자리(end edge)의 저면에 포스센서(force sensor)가 결합됨에 따라 포스센서는 제2방향으로 눌려지는 신호만을 출력하고, 제1방향으로 인장되는 신호를 노이즈(noise) 신호로 처리함에 따라 터치 인식이 한정적일 수 있었다. 이에 반해, 본 발명은 센서(41)가 터치플레이트(10)의 가장자리로부터 내측으로 이격되게 배치됨으로써 제2방향(X2)으로 눌려지는 신호 뿐만 아니라 제1방향(X1)으로 인장되는 신호를 모두 출력할 수 있으므로 터치 인식이 보다 정확하게 이루어질 뿐만 아니 터치의 인식 영역을 확장할 수 있다.
도 9에는 복수의 센서(41a, 41b, 41c, 41d)가 터치플레이트(10)의 가장자리에서 내측으로 이격된 위치에 배치된 구조가 예시되어 있다. 터치플레이트(10)는 복수의 센서(41a, 41b, 41c, 41d)를 가상으로 연결한 복수의 가상선(43a, 43b, 43c, 43d)에 의해 복수의 터치영역(45a, 45b, 45c, 45d, 45e, 45f, 45h, 45i)이 구획될 수 있다.
설명의 편의를 위해서, 복수의 터치영역(45a, 45b, 45c, 45d, 45e, 45f, 45h, 45i)는 제1터치영역(45a), 제2터치영역(45b), 제3터치영역(45c), 제4터치영역(45d), 제5터치영역(45e), 제6터치영역(45f), 제7터치영역(45g), 제8터치영역(45i)으로 지칭될 수 있다. 그리고, 복수의 센서(41a, 41b, 41c, 41d)는 제1센서(41a), 제2센서(41b), 제3센서(41c), 제4센서(41d)로 지칭될 수 있다. 또한, 제2방향으로 눌려지는 신호는 (+)신호로 지칭되고, 제1방향으로 인장되는 신호는 (-)신호로 지칭될 수 있다.
제1터치영역(45a)에 제2방향으로 눌려지는 터치가 가해지면, 제1터치영역(45a)에 가장 인접한 제1센서(41a)는 강한 (+)신호를 출력할 수 있고, 제1터치영역(45a)의 대각선 맞은편에 위치한 제4센서(41d)는 강한 (-)신호를 출력할 수 있다. 그리고, 제2센서(41b) 및 제3센서(41c)는 제1터치영역(45a)에 대한 터치의 영향을 거의 받지 않으므로 어떠한 신호도 출력하지 않을 수 있다.
제2터치영역(45b)에 제2방향으로 눌려지는 터치가 가해지면, 제2터치영역(45a)에 인접한 제1센서(41a) 및 제2센서(41b)는 약한 (+)신호를 출력할 수 있고, 제2터치영역(45c)의 맞은편에 위치한 제3센서(41c) 및 제4센서(41d)는 약한 (-)신호를 출력할 수 있다.
제3터치영역(45c)에 제2방향으로 눌려지는 터치가 가해지면, 제3터치영역(45c)에 가장 인접한 제2센서(41b)는 강한 (+)신호를 출력할 수 있고, 제3터치영역(45c)의 대각선 맞은편에 위치한 제4센서(41c)는 강한 (-)신호를 출력할 수 있다. 그리고, 제1센서(41a) 및 제4센서(41d)는 제3터치영역(45c)에 대한 터치의 영향을 거의 받지 않으므로 어떠한 신호도 출력하지 않을 수 있다.
제4터치영역(45d)에 제2방향으로 눌려지는 터치가 가해지면, 제4터치영역(45d)에 인접한 제1센서(41a) 및 제3센서(41c)는 약한 (+)신호를 출력할 수 있고, 제4터치영역(45d)의 맞은편에 위치한 제2센서(41b) 및 제4센서(41d)는 약한 (-)신호를 출력할 수 있다.
제5터치영역(45e)에 제2방향으로 눌려지는 터치가 가해지면, 복수의 센서(41a, 41b, 41c, 41d)는 모두 (+)신호를 출력할 수 있다.
제6터치영역(45f)에 제2방향으로 눌려지는 터치가 가해지면, 제6터치영역(45f)에 인접한 제2센서(41b) 및 제4센서(41d)는 약한 (+)신호를 출력할 수 있고, 제6터치영역(45f)의 맞은편에 제1센서(41a) 및 제3센서(41c)는 약한 (-)신호를 출력할 수 있다.
제7터치영역(45g)에 제2방향으로 눌려지는 터치가 가해지면, 제7터치영역(45g)에 가장 인접한 제3센서(41c)는 강한 (+)신호를 출력할 수 있고, 제7터치영역(45g)의 대각선 맞은편에 위치한 제2센서(41b)는 강한 (-)신호를 출력할 수 있다. 그리고, 제1센서(41a) 및 제4센서(41d)는 제7터치영역(45g)에 대한 터치의 영향을 거의 받지 않으므로 어떠한 신호도 출력하지 않을 수 있다.
제8터치영역(45h)에 제2방향으로 눌려지는 터치가 가해지면, 제8터치영역(45h)에 인접한 제3센서(41c) 및 제4센서(41d)는 약한 (+)신호를 출력할 수 있고, 제8터치영역(45h)의 맞은편에 위치한 제1센서(41a) 및 제2센서(41b)는 약한 (-)신호를 출력할 수 있다.
제9터치영역(45i)에 제2방향으로 눌려지는 터치가 가해지면, 제9터치영역(45i)에 가장 인접한 제4센서(41d)는 강한 (+)신호를 출력할 수 있고, 제9터치영역(45i)의 대각선 맞은편에 위치한 제1센서(41a)는 강한 (-)신호를 출력할 수 있다. 그리고, 제2센서(41b) 및 제3센서(41c)는 제9터치영역(45i)에 대한 터치의 영향을 거의 받지 않으므로 어떠한 신호도 출력하지 않을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 터치플레이트(10)는 합성수지 또는 유리 재질 등과 같은 다양한 재질로 이루어질 수 있고, 터치플레이트(10)의 형상은 제1 및 제2면이 평탄한 플레이트로 이루어질 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 터치플레이트(10)은 버튼 또는 돌기 등과 같이 제1면(11) 또는 제2면(12)이 곡률진 구조로 이루어질 수도 있다.
또한, 터치플레이트(10)는 저항막 방식(Resistive Overlay), 정전용량방식(Capacitive Overlay), 표면초음파 방식(Surface Acoustic Wave) 및 적외선 방식(Infrared Beam) 등의 터치 인식 기술을 이용한 터치패널(touch panel), 터치스크린(touch screen), 터치패드(touch pad) 등으로 이루어질 수도 있다. 이에, 터치플레이트(10)는 제1면(11)에 가해지는 터치의 좌표 등을 인식할 수 있다.
이상과 같은 본 발명은 센서(41)가 터치플레이트(10)의 가장자리로부터 내측으로 이격되게 배치됨(S1, S2)에 따라 터치플레이트(10)의 제1면(11) 전면에 걸쳐 터치의 인식을 용이하게 할 수 있다. 즉, 터치의 인식 영역을 확장할 수 있다. 그리고, 이러한 터치의 인식 영역 확장을 통해 센서(41) 내지 베이스플레이트(20) 등과 같은 각종 구조물의 구성에 대한 설계자유도를 높일 수 있다.
그리고, 본 발명은 센서(41)가 탄성체(30)의 제1방향(X1) 또는 제2방향(X2) 변형을 정밀하게 측정할 수 있으므로 기존의 누름방식의 터치입력 구조 이외에도 터치플레이트(10)를 버튼 또는 돌기 등으로 구성하여 당김방식의 터치입력 구조를 구현할 수도 있다.
또한, 본 발명은 터치플레이트(10)가 센서(41)의 제1방향(X1) 측에 배치된 구성을 예시하고 있지만, 터치플레이트(10)가 센서(41)의 제2방향(X2) 측에 배치될 수도 있다. 그리고, 센서(41)의 제1방향(X1) 및 제2방향(X2) 양측에 터치플레이트(10)가 모두 배치될 경우에도 별도의 센서를 구성할 필요없이 누름 및 당김을 모두 인식할 수 있는 구조로 구현될 수도 있다.
그리고, 본 발명은 복수의 센서(21)가 터치플레이트(10)의 가장자리로부터 내측으로 이격되게 설치된 경우에는, 터치플레이트(10)의 지렛대 작용이 원활하게 이루어질 수 있고, 이를 통해 탄성체(30)의 제1방향 및 제2방향 이동을 통해 터치의 인식영역을 대폭 확장할 수 있는 장점이 있다.
이상, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.
10: 터치플레이트 11: 제1면
12: 제2면 14: 돌기
20: 베이스플레이트 30: 탄성체
35: 지지체 41: 센서
50: 연결브라켓

Claims (16)

  1. 제1방향을 향하는 제1면과, 제1방향과 반대인 제2방향을 향하는 제2면을 가진 터치플레이트(touch plate);
    상기 터치플레이트의 제2면에 연결되고, 상기 터치플레이트의 제1면에 가해지는 터치(touch)에 의해 제1방향 및 제2방향 중에서 적어도 어느 한 방향으로 변형되는 하나 이상의 탄성체; 및
    상기 탄성체에 연결되어 상기 탄성체의 변형을 검출함으로써 터치를 인식하는 복수의 센서;를 포함하고,
    상기 복수의 센서는 상기 터치플레이트의 가장자리(end edge)에서 내측(inwardly)으로 이격된 위치에 배치되어 제1방향으로 인장되는 신호 및 제2방향으로 눌려지는 신호를 출력하도록 구성되며,
    상기 터치플레이트는 상기 복수의 센서를 가상으로 연결한 복수의 가상선에 의해 복수의 터치영역으로 구획되고,
    상기 터치플레이트의 제2면에는 돌기가 제2방향을 향해 돌출하며, 상기 탄성체의 일단은 상기 돌기에 고정되고, 상기 탄성체의 타단은 지지체에 의해 지지되며,
    상기 탄성체의 일단에는 연결브라켓이 결합되고, 상기 연결브라켓은 상기 돌기에 고정되는 것을 특징으로 하는 터치입력장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 센서는 탄성체의 제1방향 또는 제2방향의 변형에 대응하여 벤딩(bending)하면서 힘을 측정하는 스트레인게이지(strain gauge)인 것을 특징으로 하는 터치입력장치.

  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 터치플레이트의 제2면에 대해 이격되는 베이스플레이트를 더 포함하고, 상기 지지체는 상기 베이스플레이트에서 제1방향을 향해 돌출하는 것을 특징으로 하는 터치입력장치.
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결브라켓은 상기 탄성체의 일단이 끼움결합되는 홈을 가지는 것을 특징으로 하는 터치입력장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결브라켓은 상기 탄성체의 일단을 압착하는 하나 이상의 압착돌기를 가지는 것을 특징으로 하는 터치입력장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결브라켓은 상기 탄성체의 일단을 관통하는 삽입부와, 상기 삽입부의 상단에 마련된 상부가압부와, 상기 삽입부의 하단에 마련된 하부가압부를 가지는 것을 특징으로 하는 터치입력장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결브라켓은 헤드부 및 나사부를 가진 체결나사로 이루어지고, 상기 탄성체의 일단에는 체결공이 형성되며, 상기 연결브라켓의 나사부가 상기 탄성체의 체결공에 나사결합되는 것을 특징으로 하는 터치입력장치.
  12. 제1방향을 향하는 제1면과, 제1방향과 반대인 제2방향을 향하는 제2면을 가진 터치플레이트(touch plate);
    상기 터치플레이트의 제2면에 연결되고, 상기 터치플레이트의 제1면에 가해지는 터치(touch)에 의해 제1방향 및 제2방향 중에서 적어도 어느 한 방향으로 변형되는 하나 이상의 탄성체; 및
    상기 탄성체에 연결되어 상기 탄성체의 변형을 검출함으로써 터치를 인식하는 복수의 센서;를 포함하고,
    상기 복수의 센서는 상기 터치플레이트의 가장자리(end edge)에서 내측(inwardly)으로 이격된 위치에 배치되어 제1방향으로 인장되는 신호 및 제2방향으로 눌려지는 신호를 출력하도록 구성되며,
    상기 터치플레이트는 상기 복수의 센서를 가상으로 연결한 복수의 가상선에 의해 복수의 터치영역으로 구획되고,
    상기 터치플레이트의 제2면에는 돌기가 제2방향을 향해 돌출하며, 상기 탄성체의 일단은 상기 돌기에 고정되며, 상기 탄성체의 타단은 지지체에 의해 지지되고,
    상기 돌기의 일측에는 쐐기부가 돌출하고, 상기 탄성체의 일단에는 상기 쐐기부가 쐐기결합되는 쐐기홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 터치입력장치.
  13. 제1방향을 향하는 제1면과, 제1방향과 반대인 제2방향을 향하는 제2면을 가진 터치플레이트(touch plate);
    상기 터치플레이트의 제2면에 연결되고, 상기 터치플레이트의 제1면에 가해지는 터치(touch)에 의해 제1방향 및 제2방향 중에서 적어도 어느 한 방향으로 변형되는 하나 이상의 탄성체; 및
    상기 탄성체에 연결되어 상기 탄성체의 변형을 검출함으로써 터치를 인식하는 복수의 센서;를 포함하고,
    상기 복수의 센서는 상기 터치플레이트의 가장자리(end edge)에서 내측(inwardly)으로 이격된 위치에 배치되어 제1방향으로 인장되는 신호 및 제2방향으로 눌려지는 신호를 출력하도록 구성되며,
    상기 터치플레이트는 상기 복수의 센서를 가상으로 연결한 복수의 가상선에 의해 복수의 터치영역으로 구획되고,
    상기 터치플레이트의 제2면에는 돌기가 제2방향을 향해 돌출하며, 상기 탄성체의 일단은 상기 돌기에 고정되고, 상기 탄성체의 타단은 지지체에 의해 지지되고,
    상기 돌기의 일측에는 결합부가 단턱지게 형성될 수 있고, 상기 탄성체의 일단에는 상기 결합부가 끼움결합되는 결합홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 터치입력장치.
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