KR101873749B1 - 이동 단말기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이동 단말기에 관한 것으로, 보다 구체적으로 근접 위치와 근접 깊이 및 근접 상태의 다양한 동작을 감지할 수 있는 이동 단말기에 관한 것이다.
또한, 본 발명에 따른 이동 단말기에 따르면 근접센서의 전력소모가 작고 실장 공간의 크기를 줄일 수 있고, 접촉 터치와 근접 터치에 기초한 다양한 입력 인터페이스가 구현된다.

Description

이동 단말기{Mobile Terminal}
본 발명은 이동 단말기에 관한 것으로, 보다 구체적으로 근접 위치와 근접 깊이 및 근접 상태의 다양한 동작을 감지할 수 있는 이동 단말기에 관한 것이다.
단말기는 이동 가능 여부에 따라 이동 단말기(mobile/portable terminal) 및 고정 단말기(stationary terminal)으로 나뉠 수 있다. 다시 이동 단말기는 사용자의 직접 휴대 가능 여부에 따라 휴대(형) 단말기(handheld terminal) 및 거치형 단말기(vehicle mount terminal)로 나뉠 수 있다.
이와 같은 단말기(terminal)는 기능이 다양화됨에 따라 예를 들어, 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신 등의 복합적인 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(Multimedia player) 형태로 구현되고 있다.
이러한 단말기의 기능 지지 및 증대를 위해, 단말기의 구조적인 부분 및/또는 소프트웨어적인 부분을 개량하는 것이 고려될 수 있다.
입력신호를 발생시키는 이동 단말기의 인터페이스는 키패드 방식에서 터치 스크린 방식으로 전환되고 있으며, 다양한 입력방식을 제공하기 위하여 정전식 또는 가압식 터치에 의해 입력 방식뿐만 아니라 근접한 물체를 인식하는 근접 터치에 의한 입력 방식이 제안되고 있다.
근접 터치를 인식하기 위한 근접센서로는 IR(적외선) 센서가 일반적으로 사용되고 있으며, IR센서는 적외선을 방출하는 발광소자와 근접한 물체에 의해 반사된 적외선을 감지하기 위한 수광소자를 포함한다. 이러한 IR센서는 적외선이 방출되고, 입력되기 위한 광통로가 필수적으로 마련되어야 하고, 전력 소모가 큰 문제를 갖는다.
또한, 사용자의 다양한 제스처에 대응된 다양한 입력신호를 발생시키기 위해서 이동 단말기에는 복수의 IR센서가 마련되어야 하며, 이는 센서 실장공간과 제조비용이 증가하는 문제를 발생시킨다.
본 발명은 근접 위치와 근접 깊이 및 근접 상태의 다양한 동작을 감지할 수 있는 이동 단말기를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한, 본 발명은 외부 노이즈에 영향을 받지 않고 근접 위치 및 근접 동작을 정확하게 감지할 수 있는 이동 단말기를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한, 본 발명은 전력소모가 작고 실장공간의 제약을 받지 않는 근접 센서를 포함하는 이동 단말기를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한, 본 발명은 접촉 터치와 근접 터치에 기초한 다양한 입력 인터페이스를 구현할 수 있는 이동 단말기를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일예와 관련된 이동 단말기는 표시영역 및 베젤영역을 갖는 케이스;와 상기 표시영역 측에 배치되는 디스플레이;와 상기 베젤영역에 위치되는 트랜스미터 전극과 상기 트랜스미터 전극과 소정의 간격으로 이격되며 상기 트랜스미터 전극으로부터 출력된 전기적 신호를 감지하기 위한 리시버 전극을 포함하는 근접센서; 및 상기 트랜스미터 전극으로부터 출력된 전기적 신호와 상기 리시버 전극으로 입력된 전기적 신호에 기초한 근접터치 입력신호를 발생시키기 위한 제어부를 포함한다.
또한, 상기 제어부는 트랜스미터 전극으로 전기적 신호를 발생시키는 패턴 발생부; 및 상기 트랜스미터 전극에서 출력된 전기적 신호와 상기 리시버 전극으로 입력된 전기적 신호를 비교하기 위한 비교부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전기적 신호는 로직 패턴을 포함할 수 있다.
또한, 제어부는 트랜스미터 전극에서 출력된 로직 패턴과 상기 리시버 전극으로 입력된 로직 패턴이 일치하는 경우 근접터치 입력신호가 발생되지 않도록 제어하고, 트랜스미터 전극에서 출력된 로직 패턴과 상기 리시버 전극으로 입력된 로직 패턴이 일치하지 않는 경우 근접터치 입력신호가 발생되도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 로직 패턴은 스프레드 스펙트럼 방식으로 발생될 수 있다.
또한, 상기 트랜스미터 전극과 상기 리시버 전극의 간격 및 전극의 크기 중 적어도 하나 이상에 따라 감지되는 근접 깊이가 조절될 수 있다.
또한, 상기 트랜스미터 전극과 상기 리시버 전극의 간격이 좁게 배치되면 근접 깊이는 작아지고 상기 트랜스미터 전극과 상기 리시버 전극의 간격이 넓게 배치되면 근접 깊이는 커질 수 있다.
또한, 상기 근접센서는 제1 트랜스미터 전극과 제1 리시버 전극을 포함하는 제1 근접 감지부; 및 제2 트랜스미터 전극과 제2 리시버 전극을 포함하는 제2 근접 감지부를 포함할 수 있다.
또한, 제1 근접 감지부와 제2 근접 감지부는 트랜스미터 전극과 리시버 전극 사이의 간격이 서로 다르게 형성될 수 있다.
또한, 제어부는 제1 근접 감지부에 의해 근접터치가 감지된 경우 제1 근접터치 입력신호를 발생시키고, 제2 근접 감지부에 의해 근접터치가 감지된 경우 제2 근접터치 입력신호를 발생시킬 수 있다.
또한, 상기 제어부는 제1 근접 감지부에서 근접터치가 감지된 후 제2 근접 감지부에서 근접터치가 감지된 경우 제3 근접터치 입력신호를 발생시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른예와 관련된 이동 단말기는 표시영역 및 베젤영역을 갖는 터치스크린;과 상기 터치스크린이 장착되며, 소정의 폭과 길이를 갖는 케이스;와 상기 표시영역 측에 배치되는 디스플레이;와 상기 베젤영역에 대한 근접터치를 감지하고, 상기 베젤영역의 제1 영역에 제1 전기장 영역을 형성하는 제1 트랜스미터 전극과 제1 리시버 전극을 포함하는 제1 근접 감지부와 상기 베젤영역의 제2 영역에 제2 전기장 영역을 형성하는 제2 트랜스미터 전극과 제2 리시버 전극을 포함하는 제2 근접 감지부를 포함하는 근접센서; 및 어느 한 트랜스미터 전극으로부터 출력된 전기적 신호와 해당 리시버 전극으로 입력된 전기적 신호에 기초한 근접터치 입력신호를 발생시키기 위한 제어부를 포함한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기는 근접 위치와 근접 깊이 및 근접 상태의 다양한 동작을 감지한다.
또한, 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기는 외부 노이즈에 영향을 받지 않고 근접 위치 및 근접 동작을 정확하게 감지한다.
또한, 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기에 따르면, 근접센서의 전력소모가 작고 실장 공간의 크기를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기에 따르면, 접촉 터치와 근접 터치에 기초한 다양한 입력 인터페이스가 구현된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기의 블록 구성도(block diagram).
도 2는 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기의 전면 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기의 후면 사시도.
도 4는 근접 센서의 근접 깊이를 설명하기 위한 개념도.
도 5 및 도 6은 근접 터치 인식 영역과 촉각 효과 발생 영역을 설명하기 위한 개념도.
도 7은 본 발명의 제1 실시예와 관련된 이동 단말기의 근접 센서를 설명하기 위한 개념도.
도 8은 본 발명과 관련된 이동 단말기를 구성하는 제어부의 블록 구성도.
도 9 및 도 10은 본 발명의 제1 실시예와 관련된 이동 단말기의 일 작동상태를 설명하기 위한 도면.
도 11은 본 발명의 제2 실시예와 관련된 이동 단말기의 근접 센서를 설명하기 위한 개념도.
도 12는 본 발명의 제2 실시예와 관련된 이동 단말기의 일 작동상태를 설명하기 위한 도면.
도 13은 본 발명의 제3 실시예와 관련된 이동 단말기의 근접 센서를 설명하기 위한 개념도.
이하, 본 발명과 관련된 이동 단말기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
본 명세서에서 설명되는 이동 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, 다양한 디스플레이 장치 등이 포함될 수 있다. 그러나, 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기의 블록 구성도(block diagram)이다.
상기 이동 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) 등을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 이동 단말기가 구현될 수도 있다.
이하, 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.
무선 통신부(110)는 이동 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이 또는 이동 단말기(100)와 이동 단말기(100)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신부(110)는 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114) 및 위치정보 모듈(115) 등을 포함할 수 있다.
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 채널을 포함할 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 단말기에 송신하는 서버를 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.
상기 방송 관련 정보는, 방송 채널, 방송 프로그램 또는 방송 서비스 제공자에 관련한 정보를 의미할 수 있다. 상기 방송 관련 정보는, 이동통신망을 통하여도 제공될 수 있다. 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, 예를 들어, 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 다른 방송 시스템에 적합하도록 구성될 수도 있다.
방송 수신 모듈(111)을 통해 수신된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보는 메모리(160)에 저장될 수 있다.
이동통신 모듈(112)은, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 상기 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 이동 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(114)은 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다. 근거리 통신(short range communication) 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 등이 이용될 수 있다.
위치정보 모듈(115)은 이동 단말기의 위치를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Position System) 모듈이 있다.
도 1을 참조하면, 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. 카메라(121)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이(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 사용 환경에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다.
마이크(122)는 통화모드 또는 녹음모드, 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 음향 신호를 입력받아 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 통화 모드인 경우 이동통신 모듈(112)을 통하여 이동통신 기지국으로 송신 가능한 형태로 변환되어 출력될 수 있다. 마이크(122)에는 외부의 음향 신호를 입력받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.
사용자 입력부(130)는 사용자가 단말기의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킨다. 사용자 입력부(130)는 키 패드(key pad) 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다.
센싱부(140)는 이동 단말기(100)의 개폐 상태, 이동 단말기(100)의 위치, 사용자 접촉 유무, 이동 단말기의 방위, 이동 단말기의 가속/감속 등과 같이 이동 단말기(100)의 현 상태를 감지하여 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킨다. 예를 들어 이동 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 등을 센싱할 수도 있다. 한편, 상기 센싱부(140)는 근접 센서(141)를 포함할 수 있다.
출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 이에는 디스플레이(151), 음향 출력 모듈(152), 알람부(153), 및 햅틱 모듈(154) 등이 포함될 수 있다.
디스플레이(151)는 이동 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 이동 단말기가 통화 모드인 경우 통화와 관련된 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시한다. 이동 단말기(100)가 화상 통화 모드 또는 촬영 모드인 경우에는 촬영 또는/및 수신된 영상 또는 UI, GUI를 표시한다.
디스플레이(151)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 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. 디스플레이(151)의 후방 구조 또한 광 투과형 구조로 구성될 수 있다. 이러한 구조에 의하여, 사용자는 단말기 바디의 디스플레이(151)가 차지하는 영역을 통해 단말기 바디의 후방에 위치한 사물을 볼 수 있다.
이동 단말기(100)의 구현 형태에 따라 디스플레이(151)이 2개 이상 존재할 수 있다. 예를 들어, 이동 단말기(100)에는 복수의 디스플레이들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.
디스플레이(151)와 터치 동작을 감지하는 센서(이하, '터치 센서'라 함)가 상호 레이어 구조를 이루는 경우(이하, '터치 스크린'이라 함)에, 디스플레이(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 디스플레이(151)의 특정 부위에 가해진 압력 또는 디스플레이(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 제어기로 보내진다. 터치 제어기는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(180)로 전송한다. 이로써, 제어부(180)는 디스플레이(151)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다.
도 1을 참조하면, 상기 터치스크린에 의해 감싸지는 이동 단말기의 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, 정전용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 상기 터치스크린이 정전식인 경우에는 상기 포인터의 근접에 따른 전계의 변화로 상기 포인터의 근접을 검출하도록 구성된다. 이 경우 상기 터치 스크린(터치 센서)은 근접 센서로 분류될 수도 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 근접센서(141)는, 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.
음향 출력 모듈(152)은 호신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리(160)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(152)은 이동 단말기(100)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 음향 출력 모듈(152)에는 리시버(Receiver), 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다.
알람부(153)는 이동 단말기(100)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 이동 단말기에서 발생 되는 이벤트의 예로는 호 신호 수신, 메시지 수신, 키 신호 입력, 터치 입력 등이 있다. 알람부(153)는 비디오 신호나 오디오 신호 이외에 다른 형태, 예를 들어 진동으로 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력할 수도 있다. 상기 비디오 신호나 오디오 신호는 디스플레이(151)나 음성 출력 모듈(152)을 통해서도 출력될 수 있어서, 그들(151,152)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 휴대 단말기(100)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.
메모리(160)는 제어부(180)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)을 임시 저장할 수도 있다. 상기 메모리(160)는 상기 터치스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 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(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. 이동 단말기(100)는 인터넷(internet)상에서 상기 메모리(160)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다.
인터페이스부(170)는 이동 단말기(100)에 연결되는 모든 외부기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(170)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 이동 단말기(100) 내부의 각 구성 요소에 전달하거나, 이동 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 이동 단말기(100)의 사용 권한을 인증하기 위한 각종 정보를 저장한 칩으로서, 사용자 인증 모듈(User Identify Module, UIM), 가입자 인증 모듈(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 이동단말기(100)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 상기 크래들로부터의 전원이 상기 이동단말기(100)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 상기 이동단말기로 전달되는 통로가 될 수 있다. 상기 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은 상기 이동단말기가 상기 크래들에 정확히 장착되었음을 인지하기 위한 신호로 동작될 수도 있다.
제어부(controller, 180)는 통상적으로 이동 단말기의 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 그러한 실시예들이 제어부(180)에 의해 구현될 수 있다.
소프트웨어적인 구현에 의하면, 절차나 기능과 같은 실시예들은 적어도 하나의 기능 또는 작동을 수행하게 하는 별개의 소프트웨어 모듈과 함께 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리(160)에 저장되고, 제어부(180)에 의해 실행될 수 있다.
도 2는 본 발명과 관련된 이동 단말기 또는 휴대 단말기의 일 예를 전면에서 바라본 사시도이다.
개시된 이동 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(101, 케이싱, 하우징, 커버 등)를 포함한다. 본 실시예에서, 케이스(101)는 프론트 케이스(102)와 리어 케이스(103)로 구분될 수 있다. 프론트 케이스(102)와 리어 케이스(103)의 사이에 형성된 공간에는 각종 전자부품들이 내장된다. 프론트 케이스(102)와 리어 케이스(103) 사이에는 적어도 하나의 중간 케이스 또는 중간 브라켓(도시되지 않음)이 추가로 배치될 수도 있다.
케이스(101)들은 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(102)에는 디스플레이(151), 음향출력부(152), 카메라(121), 사용자 입력부(130/131,132), 마이크(122), 인터페이스(170) 등이 배치될 수 있다. 또한, 상기 프론트 케이스(102)에는 상기 디스플레이(151)를 둘러싸며 터치 입력을 받기 위한 터치 스크린(104)이 마련될 수 있다.
디스플레이(151)는 프론트 케이스(101)의 주면의 대부분을 차지한다. 디스플레이(151)의 양단부 중 일 단부에 인접한 영역에는 음향출력부(151)와 카메라(121)가 배치되고, 다른 단부에 인접한 영역에는 사용자 입력부(131)와 마이크(122)가 배치된다. 사용자 입력부(132)와 인터페이스(170) 등은 프론트 케이스(101) 및 리어 케이스(102)의 측면들에 배치될 수 있다.
사용자 입력부(130)는 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력받기 위해 조작되는 것으로서, 복수의 조작 유닛들(131,132)을 포함할 수 있다. 조작 유닛들(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 디스플레이(151)의 터치 인식 모드로의 전환 등과 같은 명령을 입력받을 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 휴대 단말기의 후면 사시도이다.
도 3을 참조하면, 단말기 바디의 후면, 다시 말해서 리어 케이스(103)에는 카메라(121')가 추가로 장착될 수 있다. 카메라(121')는 카메라(121, 도 2 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(124)가 추가적으로 배치될 수 있다. 방송수신모듈(111, 도 1 참조)의 일부를 이루는 안테나(124)는 단말기 바디에서 인출 가능하게 설치될 수 있다.
단말기 바디에는 이동 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. 또한, 상기 리어 케이스(103)에는 상기 전원공급부(190)를 둘러싸는 커버부재(105)가 착탈 가능하게 장착될 수 있다.
리어 케이스(103)에는 터치를 감지하기 위한 터치 패드(135)가 추가로 장착될 수 있다. 터치 패드(135) 또한 디스플레이(151)와 마찬가지로 광 투과형으로 구성될 수 있다. 이 경우에, 디스플레이(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(102)의 디스플레이(151)와 상호 관련되어 작동한다. 터치 패드(135)는 디스플레이(151)의 후방에 평행하게 배치될 수 있다. 이러한 터치 패드(135)는 디스플레이(151)와 동일하거나 작은 크기를 가질 수 있다.
도 4는 근접 센서의 근접 깊이를 설명하기 위한 개념도이다.
도 4에 도시한 바와 같이 사용자의 손가락, 펜 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 5 및 도 6은 근접 터치 인식 영역과 촉각 효과 발생 영역에 대한 설명에 참조되는 도면이다.
도 5는 아이콘이나 메뉴 항목 등과 같은 오브젝트를 설명의 편의상 원형으로 나타낸 것이다. 오브젝트가 디스플레이부(151)에 표시된 영역은, 도 5의 (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 5의 (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 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 오브젝트가 표시된 영역을 3개의 영역(A, B, C)으로 구분하거나, 혹은 도 5의 (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 6의 (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 6의 (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 5에 도시한 바와 같은 동심원 형태의 분할 외에, 가로방향이나 세로방향의 분할, 방사형 분할, 및 이들을 조합한 방식의 분할 등 다양한 방식을 사용할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예와 관련된 이동 단말기의 근접 센서를 설명하기 위한 개념도이고, 도 8은 본 발명과 관련된 이동 단말기를 구성하는 제어부의 블록 구성도이다.
도 2 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예와 관련된 이동 단말기는 표시영역(1) 및 베젤영역(2)을 갖는 케이스(101)와 상기 표시영역(1) 측에 배치되는 디스플레이(151)와 상기 베젤영역(2)에 위치되는 트랜스미터 전극(210)과 상기 트랜스미터 전극(210)과 소정의 간격으로 이격되며 상기 트랜스미터 전극(210)으로부터 출력된 전기적 신호를 감지하기 위한 리시버 전극(220)을 포함하는 근접센서(200) 및 상기 트랜스미터 전극(210)으로부터 출력된 전기적 신호와 상기 리시버 전극(220)으로 입력된 전기적 신호에 기초한 근접터치 입력신호를 발생시키기 위한 제어부(190)를 포함한다.
상기 케이스(101)는 전술한 바와 같이 프론트 케이스(102)와 리어 케이스(103)와 터치 스크린(104) 및 커버 부재(105)를 포함할 수 있으며, 상기 표시영역(1)은 디스플레이(151)로부터 출력되는 영상이 표시되는 부분이고, 상기 베젤영역(2)은 디스플레이(151)로부터 출력되는 영상이 표시되지 않는 부분일 수 있다.
또한, 상기 표시영역(1)은 접촉 터치를 감지하기 위한 부분이고, 상기 비표시영역(2)은 근접 터치를 감지하기 위한 부분일 수 있다.
상기 근접센서(200)는 제1 트랜스미터 전극(211)과 제1 리시버 전극(221)을 포함하는 제1 근접 감지부(201) 및 제2 트랜스미터 전극(212)과 제2 리시버 전극(222)을 포함하는 제2 근접 감지부(202)를 포함할 수 있으며, 이때 제1 근접 감지부(201)와 제2 근접 감지부(202)는 트랜스미터 전극(211, 212)과 리시버 전극(221, 222) 사이의 간격이 서로 다르게 형성될 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 근접센서(200)가 제1 트랜스미터 전극(211)과 제1 리시버 전극(221)을 포함하는 제1 근접 감지부(201)와 제2 트랜스미터 전극(212)과 제2 리시버 전극(222)을 포함하는 제2 근접 감지부(202) 및 제3 트랜스미터 전극(213)과 제3 리시버 전극(223)을 포함하는 제3 근접 감지부(202)를 포함하는 경우가 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않고, 상기 근접 감지부(201 내지 203)의 개수 및 위치는 감지될 수 있는 근접 깊이 및 근접 동작의 종류를 고려하여 다양하게 결정될 수 있다.
여기서 상기 트랜스미터 전극(210: 211, 212, 213)과 상기 리시버 전극(220: 221, 222, 223))의 간격 및 전극의 크기 중 적어도 하나 이상에 따라 상기 근접센서(200)에 의해 감지될 수 있는 근접 깊이가 조절될 수 있다.
구체적으로 상기 트랜스미터 전극(210)과 상기 리시버 전극(220)의 간격이 좁게 배치되면 감지되는 근접 깊이는 작아지고 상기 트랜스미터 전극(210)과 상기 리시버 전극(220)의 간격이 넓게 배치되면 감지되는 근접 깊이는 커질 수 있다.
도 7을 참조하면, 트랜스미터 전극(211, 212, 213)과 리시버 전극(221,222, 223)의 간격은 제1 근접감지부(201)에서 가장 넓고, 제 2근접 감지부(202) 및 제3 근접 감지부(203)로 갈수록 좁아진다.
상기 근접센서(200)에서는 각 트랜스미터 전극(211 내지 213)과 해당 리시버 전극(221 내지 223)에 전원을 공급하면, 제1 트랜스미터 전극(211)과 제1 리시버 전극(221) 사이, 제2 트랜스미터 전극(212)과 제2 리시버 전극(222) 사이 및 제3 트랜스미터 전극(213)과 제3 리시버 전극(223) 사이에는 커패시티브 커플링(Capacitive coupling)이 발생되며, 각 트랜스미터 전극과 해당 리시버 전극 사이에는 커패시티브 필드(Capacitive field, 도 7의 (b) 점선 참조)가 형성된다.
상기 커패시티브 필드는 구형 또는 타원형으로 형성될 수 있으며, 상기 커패시티브 필드의 케이스(101)로부터 떨어진 높이(단축 길이)는 각 트랜스미터 전극(211 내지 213)과 해당 리시버 전극(221 내지 223) 사이의 간격에 따라 조절될 수 있으며, 상기 커패시티브 필드의 높이는 감지될 수 있는 근접 깊이와 관련된다.
예를 들어, 제1 근접감지부(201)에서 가장 넓고, 제 2근접 감지부(202) 및 제3 근접 감지부(203)로 갈수록 좁아지도록 각 트랜스미터 전극(211, 212, 213)과 해당 리시버 전극(221,222, 223)의 간격이 형성된 경우, 제1 트랜스미터 전극(211)과 제1 리시버 전극(221) 사이에 형성된 커패시티브 필드는 그 높이가 약 3㎝로 결정될 수 있고, 제2 트랜스미터 전극(212)과 제2 리시버 전극(222) 사이에 형성된 커패시티브 필드는 그 높이가 약 2㎝로 결정될 수 있으며, 제3 트랜스미터 전극(213)과 제3 리시버 전극(223) 사이에 형성된 커패시티브 필드는 그 높이가 약 1㎝로 결정될 수 있다.
이때 제1 근접 감지부(201)는 케이스(101)로부터 3cm가량 떨어진 높이에 근접물체(예를 들어, 손가락(F))가 위치될 경우, 근접물체를 감지할 수 있고, 제2 근접 감지부(202)는 케이스(101)로부터 2cm가량 떨어진 높이에 근접물체가 위치될 경우, 근접물체를 감지할 수 있으며, 제3 근접 감지부(203)는 케이스(101)로부터 1cm가량 떨어진 높이에 근접물체가 위치될 경우, 근접물체를 감지할 수 있다.
상기 트랜스미터 전극(210)과 리시버 전극(220)은 인듐-틴-옥사이드(ITO), 인듐-징크-옥사이드(IZO), AZO(Al-doped Zno), 탄소나노튜브(CNT) 중 적어도 하나 이상으로 형성될 수 있으며, 상기 터치스크린(104)이 정전용량 방식으로 구성될 경우 터치 감지를 위한 터치스크린(104)의 전극부와 동일 또는 유사한 공정을 통해 형성될 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 제어부(180)는 상기 트랜스미터 전극(210: 211 내지 213)으로부터 출력된 전기적 신호와 상기 리시버 전극(220: 221 내지 223)으로 입력된 전기적 신호에 기초한 근접터치 입력신호를 발생시킨다.
상기 제어부(180)는 트랜스미터 전극(211 내지 213)으로 전기적 신호를 발생시키는 패턴 발생부(182) 및 상기 트랜스미터 전극(211 내지 213)에서 출력된 전기적 신호와 상기 리시버 전극(221 내지 223)으로 입력된 전기적 신호를 비교하기 위한 비교부(183)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부(180)는 상기 트랜스미터 전극(211 내지 213)과 패턴 발생부(182) 사이에 배치되는 MUX(184)와 상기 리시버 전극(221 내지 223)과 비교부(183) 사이에 배치되는 증폭부(185)를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 전기적 신호는 로직 패턴(Logic pattern)을 포함할 수 있으며, 인접하는 근접 감지부(201 내지 203) 사이의 간섭 및 주변 전자부품으로부터 발생된 EMI에 의한 간섭을 방지하기 위하여 상기 로직 패턴은 스프레드 스펙트럼(spread spectrum) 방식으로 발생될 수 있으며, 상기 로직 패턴은 랜덤 패턴(Random pattern)으로 적용될 수 있다.
여기서 상기 제어부(180)는 트랜스미터 전극(211 내지 213)에서 출력된 로직 패턴과 상기 리시버 전극(221 내지 223)으로 입력된 로직 패턴이 일치하는 경우 근접물체가 없는 것으로 판단하고, 근접터치 입력신호가 발생되지 않도록 제어하며, 트랜스미터 전극(211 내지 213)에서 출력된 로직 패턴과 상기 리시버 전극(221 내지 223)으로 입력된 로직 패턴이 일치하지 않는 경우 근접물체가 있는 것으로 판단하고, 근접터치 입력신호가 발생되도록 제어할 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 트랜스미터 전극(210: 211, 212, 213)과 상기 리시버 전극(220: 221, 222, 223))의 간격 및 전극의 크기 중 적어도 하나 이상에 따라 상기 근접센서(200)에 의해 감지될 수 있는 근접 깊이가 조절될 수 있으며, 제1 근접 감지부(201)는 케이스(101)로부터 3cm가량 떨어진 높이에 근접물체(예를 들어, 손가락(F))가 위치될 경우, 근접물체를 감지할 수 있고, 제2 근접 감지부(202)는 케이스(101)로부터 2cm가량 떨어진 높이에 근접물체가 위치될 경우, 근접물체를 감지할 수 있으며, 제3 근접 감지부(203)는 케이스(101)로부터 1cm가량 떨어진 높이에 근접물체가 위치될 경우, 근접물체를 감지할 수 있다.
이때 상기 제어부(180)는 제1 근접 감지부(201)에 의해 근접터치가 감지된 경우 제1 근접터치 입력신호를 발생시키고, 제2 근접 감지부(202)에 의해 근접터치가 감지된 경우 제2 근접터치 입력신호를 발생시키며, 제3 근접 감지부(203)에 의해 근접터치가 감지된 경우 제3 근접터치 입력신호를 발생시킬 수 있다.
이때, 제1 내지 제3 근접터치 입력신호는 서로 다르게 구성될 수 있으며, 각각 통화 연결, 통화 정지, 디스플레이(151)에 표시된 영상 정보의 확대/축소 또는 해당 아이콘(예를 들어, 애플리케이션)의 실행으로 구성될 수 있다.
즉, 상기 제어부(180)는 근접물체의 근접 위치, 근접 깊이 또는 근접 깊이의 변화에 따라 각각 다른 근접터치 입력신호를 발생시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기는 근접 위치와 근접 깊이 및 근접 깊이의 변화에 따라 다양한 입력 인터페이스를 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기는 외부 노이즈에 영향을 받지 않고 근접 물체의 근접 위치 및 근접 깊이를 정확하게 감지한다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 제1 실시예와 관련된 이동 단말기의 일 작동상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 상기 제어부(180)는 근접물체(F)의 근접 깊이 변화에 따라 디스플레이(151)에 표시된 영상을 확대시키거나 축소시킬 수 있다.
또한, 상기 제어부(180)는 근접물체(F)의 근접위치와 근접 깊이 변화를 함께 판단하고, 디스플레이(151)에 표시된 영상의 일부 영역만을 확대시키거나 축소시킬 수 있다.
일 실시태양으로 근접물체(F)가 이동 단말기 측으로 이동(근접 깊이의 감소)된 것으로 감지되면, 상기 제어부(180)는 디스플레이(151)에 표시된 영상을 확대시키기 위한 근접터치 입력신호를 발생시킬 수 있고, 근접물체(F)가 이동 단말기로부터 멀어지는 방향으로 이동(근접 깊이의 증가)된 것으로 감지되면, 상기 제어부(180)는 디스플레이(151)에 표시된 영상을 축소시키기 위한 근접터치 입력신호를 발생시킬 수 있다.
도 10을 참조하면, 상기 제어부(180)는 근접물체(F)의 근접 깊이 변화에 따라 디스플레이(151)에 표시된 아이콘(애플리케이션)을 실행시키거나 특정 아이콘의 활성화 상태를 해제시킬 수 있다.
또한, 상기 제어부(180)는 근접물체(F)의 근접 위치 및 근접 깊이 변화에 따라 디스플레이(151)의 특정 위치에 표시된 아이콘(애플리케이션)을 실행시키거나 특정 아이콘의 활성화 상태를 해제시킬 수 있다.
일 실시태양으로 근접물체(F)가 이동 단말기 측으로 이동(근접 깊이의 감소)된 것으로 감지되면, 상기 제어부(180)는 근접 물체(F)의 근접위치를 감지하고, 디스플레이(151)에 표시된 특정 아이콘을 실행시키기 위한 근접터치 입력신호를 발생시킬 수 있고, 근접물체(F)가 이동 단말기로부터 멀어지는 방향으로 이동(근접 깊이의 증가)된 것으로 감지되면, 상기 제어부(180)는 디스플레이(151)에 표시된 특정 아이콘의 활성화 상태를 해제시키기 위한 근접터치 입력신호를 발생시킬 수 있다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예와 관련된 이동 단말기의 근접 센서(200)를 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명의 제2 실시예와 관련된 이동 단말기는 표시영역(1) 및 베젤영역(2)을 갖는 터치스크린(104)과 상기 터치스크린(104)이 장착되며, 소정의 폭과 길이를 갖는 케이스(101)와 상기 표시영역(1) 측에 배치되는 디스플레이(151)와 상기 베젤영역(2)에 대한 근접터치를 감지하고, 상기 베젤영역(2)의 제1 영역에 제1 전기장 영역을 형성하는 제1 트랜스미터 전극(311)과 제1 리시버 전극(321)을 포함하는 제1 근접 감지부(301)와 상기 베젤영역(2)의 제2 영역에 제2 전기장 영역을 형성하는 제2 트랜스미터 전극(312)과 제2 리시버 전극(322)을 포함하는 제2 근접 감지부(302)를 포함하는 근접센서(300) 및 어느 한 트랜스미터 전극(311 또는 312)으로부터 출력된 전기적 신호와 해당 리시버 전극(321 또는 322)으로 입력된 전기적 신호에 기초한 근접터치 입력신호를 발생시키기 위한 제어부(180)를 포함한다.
제1 실시예는 터치스크린(104)을 기준으로 실질적으로 수직방향에 따른 근접 깊이의 변화를 감지하는 근접센서(200)와 관련되고, 상기 제2 실시예는 터치스크린(104)을 기준으로 실질적으로 수평방향에 따른 근접 위치의 변화를 감지하는 근접센서(300)와 관련된다.
제1 근접 감지부(301)와 제2 근접 감지부(302)에서 근접물체를 감지하는 구성은 제1 실시예에서 설명한 근접센서(200)의 제1 근접 감지부(201)와 제2 근접 감지부(202)에서 근접물체를 감지하는 구성과 동일하다.
또한, 상기 제어부(180)는 제1 실시예의 제어부와 동일한 구성을 가지며, 구체적으로 상기 제어부(180)는 제1 및 제2 트랜스미터 전극(311, 312)으로 전기적 신호를 발생시키는 패턴 발생부(182, 도 8참조) 및 각 트랜스미터 전극(311, 312)에서 출력된 전기적 신호와 해당 리시버 전극(321, 322)으로 입력된 전기적 신호를 비교하기 위한 비교부(183, 도 8참조)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부(180)가 근접물체의 근접여부를 판단하기 위한 구성은 제1 실시예의 제어부의 구성과 동일하며, 구체적으로 상기 전기적 신호는 로직 패턴을 포함할 수 있다.
상기 제어부(180)는 각 트랜스미터 전극(311, 312)에서 출력된 로직 패턴과 해당 상기 리시버 전극(321, 322)으로 입력된 로직 패턴이 일치하는 경우 터치스크린(104)의 제1 영역 또는 제2 영역에 근접물체가 위치되지 않은 것으로 판단하고, 근접터치 입력신호가 발생되지 않도록 제어할 수 있다.
이와는 다르게, 상기 제어부(180)는 각 트랜스미터 전극(311, 312)에서 출력된 로직 패턴과 해당 리시버 전극(321, 322)으로 입력된 로직 패턴이 일치하지 않는 경우 터치 스크린(104)의 제1 영역 또는 제2 영역에 근접물체가 위치된 것으로 판단하고, 근접터치 입력신호가 발생되도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 패턴 발생부(182)는 간섭을 피하기 위하여 제1 근접 감지부(301)와 제2 근접 감지부(302)에 서로 다른 로직 패턴을 발생시킬 수 있다.
한편, 상기 제어부(180)는 제1 근접 감지부(301)에 의해 근접터치가 감지된 경우 제1 근접터치 입력신호를 발생시키고, 제2 근접 감지부(302)에 의해 근접터치가 감지된 경우 제2 근접터치 입력신호를 발생시킬 수 있으며, 제1 근접터치 입력신호와 제2 근접터치 입력신호를 다르게 구성될 수 있다.
제1 근접 감지부(301)와 제2 근접 감지부(302)는 터치 스크린(104)의 베젤영역(2)의 제1 영역과 상기 제1 영역과 다른 위치의 제2 영역에 각각 마련되므로 상기 근접센서(300)는 근접물체의 서로 다른 근접위치를 각각 감지할 수 있으며, 이에 따라 상기 제어부(180)는 서로 다른 근접터치 입력신호를 발생시킬 수 있다.
또한, 상기 제어부(180)는 제1 근접 감지부(301)에서 근접터치가 감지된 후 제2 근접 감지부(302)에서 근접터치가 감지된 경우 제3 근접터치 입력신호를 발생시키고, 제2 근접 감지부(302)에서 근접터치가 감지된 후 제1 근접 감지부(301)에서 근접터치가 감지된 경우 제4 근접터치 입력신호를 발생시킬 수 있다.
즉, 상기 제어부(180)는 터치스크린(104) 상의 근접물체의 위치변화를 감지하여 서로 다른 근접터치 입력신호를 발생시킬 수 있다.
또한, 상기 제1 근접 감지부(301)와 제2 근접 감지부(302)는 상기 케이스(101)의 폭방향 또는 길이방향을 따라 소정의 간격으로 이격 배치될 수 있으며, 상기 제어부(180)는 터치스크린(104) 상에서 케이스의 종방향 또는 횡방향을 따라 근접물체가 이동하는 동작을 감지할 수 있다.
구체적으로 제1 내지 제4 근접터치 입력신호는 서로 다르게 구성될 수 있으며, 각각 통화 연결, 통화 정지, 디스플레이(151)에 표시된 영상 정보의 확대/축소, 해당 영상 정보의 종방향 또는 횡방향의 스크롤, 영상전환, 해당 아이콘(예를 들어, 애플리케이션)의 실행으로 구성될 수 있다.
즉, 제2 실시예와 관련된 이동 단말기의 제어부(180)는 근접물체(F)의 근접 위치 및 근접 위치의 변화(근접물체의 동작)에 따라 각각 다른 근접터치 입력신호를 발생시킬 수 있다.
한편, 상기 근접센서(300)는 상기 터치 스크린(104)의 베젤 영역(2)에 마련될 수 있고, 상기 터치 스크린(104)의 베젤 영역(2)의 배면에 마련될 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 상기 터치 스크린(104)이 정전용량 방식으로 구성될 경우 터치 스크린(104)의 접촉 터치를 위한 전극부와 동일 또는 유사한 재질 및 공정으로 근접 감지부(301, 302)가 형성될 수 있다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예와 관련된 이동 단말기의 일 작동상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 12를 참조하면, 상기 제어부(180)는 근접 물체가 상기 터치 스크린(104)의 베젤 영역(2)에 근접한 상태에서 케이스(101)의 종방향 또는 횡방향을 따라 이동하는 것을 감지하고, 이에 따라 디스플레이(151)에 표시된 영상 정보를 스크롤하거나 전환시키기 위한 근접터치 입력신호를 발생시킬 수 있다.
일 실시태양으로, 도 11 및 도 12를 참조하면, 상기 제어부(180)는 제1 근접감지부(301)에서 근접물체가 감지되고 차례로 제2 근접감지부(302)에서 근접물체가 감지되면, 제1 근접감지부(301)에서제2 근접감지부(302)를 향하는 방향으로 상기 디스플레이(151)에 표시된 영상 정보를 스크롤하거나 전환시키기 위한 근접터치 입력신호를 발생시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기는 근접 위치와 근접 위치의 변화에 따라 다양한 입력 인터페이스를 구현할 수 있다.
도 13은 본 발명의 제3 실시예와 관련된 이동 단말기의 근접 센서를 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명의 제3 실시예와 관련된 이동 단말기는 표시영역(1) 및 베젤영역(2)을 갖는 터치 스크린(104)과 상기 터치 스크린(104)이 장착되는 케이스(101)와 상기 표시영역(1)에 위치되도록 상기 케이스(101) 내부에 배치되는 디스플레이(151)와 상기 베젤영역(2)에 마련되며, 상기 베젤영역(2)의 서로 다른 위치에 각각 마련되는 제1 근접감지부(401)와 제2 근접감지부(402)를 포함하는 근접센서(400) 및 상기 제1 근접감지부(401)와 제2 근접감지부(402)를 통해 감지된 근접물체의 근접위치, 근접깊이, 근접위치의 변화 및 근접깊이의 변화 중 적어도 하나 이상에 기초한 근접터치 입력신호를 발생시키기 위한 제어부(180)를 포함한다.
또한, 각 근접감지부(401, 402)는 트랜스미터 전극과 상기 트랜스미터 전극과 소정의 간격으로 이격된 리시버 전극을 포함하며, 제1 근접감지부와 제2 근접감지부에서 트랜스미터 전극과 리시버 전극의 간격은 서로 다르게 구성될 수 있다.
본 실시예와 관련된 이동 단말기를 구성하는 근접센서(400)는 제1 근접감지부(401) 내지 제 5근접감지부(405)를 포함할 수 있다.
또한, 각 근접감지부(401 내지 405)는 제1 내지 제5 트랜스미터 전극(411 내지 415)와 각 트랜스미터 전극(411 내지 415)과 대응되는 제1 내지 제5 리시버 전극(421 내지 425)를 포함한다.
전술한 바와 같이, 특정 근접 감지부의 트랜스미터 전극과 리시버 전극의 간격이 좁게 배치되면 근접물체를 감지할 수 있는 근접 깊이는 작아지고 상기 트랜스미터 전극과 상기 리시버 전극의 간격이 넓게 배치되면 근접물체를 감지할 수 있는 근접 깊이는 커지게 된다.
또한, 제1 근접 감지부(401)와 제2 근접 감지부(402)가 터치 스크린(104)의 베젤영역(2)의 제1 영역과 제1 영역과 다른 제2 영역에 마련되면, 상기 제어부(180)는 근접물체가 제1 영역에서 제2 영역 또는 제2 영역에서 제1 영역으로 이동된 것을 감지할 수 있다.
제3 실시예에서는 제1 내지 제5 근접 감지부(401, 405)가 서로 다른 근접 깊이와 서로 다른 근접 위치에서 근접물체를 감지할 수 있도록 터치스크린(104)의 베젤영역(104)에 각각 마련될 수 있다.
예를 들어, 제1 근접감지부(401)와 제2 근접감지부(402)는 동일한 근접 깊이를 갖도록 형성될 수 있으며, 제3 근접감지부(403)와 제4 근접감지부(404)는 동일한 근접 깊이를 갖도록 형성될 수 있다. 일 실시태양으로, 제1 근접감지부(401)와 제2 근접감지부(402)는 3cm의 근접깊이를 갖도록 형성될 수 있고, 제3 근접감지부(403)와 제4 근접감지부(404)는 2cm의 근접 깊이를 갖도록 형성될 수 있으며, 제5 근접감지부(405)는 1cm의 근접 깊이를 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 제1 근접감지부(401)와 제2 근접감지부(402)는 근접물체의 위치 이동을 감지하기 위하여 서로 다른 베젤영역에 각각 위치될 수 있고, 제3 근접감지부(403)와 제4 근접감지부(303)는 근접물체의 위치 이동을 감지하기 위하여 서로 다른 베젤영역에 각각 위치될 수 있다.
도 13을 참조하면, 제1 근접감지부(401)는 터치스크린(104)의 상부 베젤 영역의 좌측 상단부에 위치될 수 있고, 제2 근접감지부(402)는 터치스크린(104)의 상부 베젤 영역의 좌측 하단부에 위치될 수 있으며, 제3 근접감지부(403)는 터치스크린(104)의 상부 베젤 영역의 우측 상단부에 위치될 수 있고, 제4 근접감지부(404)는 터치스크린(104)의 상부 베젤 영역의 우측 하단부에 위치될 수 있다.
또한, 제1 및 제 2근접감지부(401, 402)는 전극 사이의 간격이 가장 넓게 구성될 수 있고, 제5 근접감지부(405)는 전극 사이의 간격이 가장 좁게 구성될 수 있으며, 제3 및 제4 근접감지부(403, 404)는 전극 사이의 간격이 제1 근접감지부(401)보다는 좁고, 제5 근접 감지부(405)보다는 넓게 형성될 수 있다.
이와 같은 구조를 갖는 이동 단말기에서의 입력 인터페이스를 구체적으로 설명한다.
우선, 제1 내지 제5 근접감지부(401 내지 405)를 통해 근접물체의 근접위치를 감지할 수 있으며, 이에 따라 상기 제어부(180)는 근접감지부(401 내지 405)의 개수와 동일한 근접터치 입력신호를 발생시킬 수 있다.
또한, 제1 근접감지부(401)와 제2 근접감지부(402)는 3cm의 근접깊이를 갖도록 형성될 수 있고, 제3 근접감지부(403)와 제4 근접감지부(404)는 2cm의 근접 깊이를 갖도록 형성될 수 있으며, 제5 근접감지부(405)는 1cm의 근접 깊이를 갖도록 형성될 수 있으며, 이때 서로 다른 근접깊이에 대응되는 다양한 근접터치 입력신호를 발생시킬 수 있다.
또한, 전술한 근접위치와 근접깊이 및 근접 깊이의 변화에 따라 상기 제어부(180)는 더욱 다양한 근접터치 입력신호를 발생시킬 수 있다.
또한, 상기 제어부(180)는 제1 근접감지부(401)와 제2 근접감지부(402)를 통해 3cm의 근접깊이에 위치된 근접물체의 위치이동을 감지할 수 있으며, 이에 해당하는 근접터치 입력신호를 발생시킬 수 있다. 이와 마찬가지로, 상기 제어부(180)는 제3 근접감지부(403)와 제4 근접감지부(404)를 통해 2cm의 근접깊이에 위치된 근접물체의 위치이동을 감지할 수 있으며, 이에 해당하는 또 다른 근접터치 입력신호를 발생시킬 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기는 근접 위치와 근접 깊이 및 근접 상태의 다양한 동작을 감지한다.
또한, 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기는 외부 노이즈에 영향을 받지 않고 근접 위치 및 근접 동작을 정확하게 감지한다.
또한, 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기에 따르면, 근접센서의 전력소모가 작고 실장 공간의 크기를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기에 따르면, 접촉 터치와 근접 터치에 기초한 다양한 입력 인터페이스가 구현된다.
상기와 같이 설명된 이동 단말기는 상기 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.
100: 이동 단말기
101: 케이스
104: 터치 스크린
151: 디스플레이
180: 제어부
200, 300, 400: 근접센서
210: 제1 근접감지부
211 내지 213: 제1 내지 제3 트랜스미터 전극
221 내지 223: 제1 내지 제3 리시버 전극

Claims (20)

  1. 표시영역 및 베젤영역을 갖는 케이스;
    상기 표시영역 측에 배치되는 디스플레이;
    상기 베젤영역에 위치되는 트랜스미터 전극과 상기 트랜스미터 전극과 소정의 간격으로 이격되며 상기 트랜스미터 전극으로부터 출력된 전기적 신호를 감지하기 위한 리시버 전극을 포함하는 근접센서;
    상기 트랜스미터 전극으로부터 출력된 전기적 신호와 상기 리시버 전극으로 입력된 전기적 신호에 기초한 근접터치 입력신호를 발생시키기 위한 제어부;
    상기 트랜스미터 전극으로 전기적 신호를 발생시키는 패턴 발생부;
    상기 트랜스미터 전극에서 출력된 전기적 신호와 상기 리시버 전극으로 입력된 전기적 신호를 비교하기 위한 비교부;를 포함하고,
    상기 근접센서는,
    제1 트랜스미터 전극과 제1 리시버 전극을 포함하는 제1 근접 감지부; 및
    제2 트랜스미터 전극과 제2 리시버 전극을 포함하는 제2 근접 감지부를 포함하고,
    상기 제2 근접 감지부는 상기 제1 근접 감지부의 외측에 위치하여 상기 제2 근접 감지부의 커패시티브 필드의 높이가 상기 제1 근접 감지부의 커패시티브 필드의 높이보다 높도록 하고,
    상기 전기적 신호는 로직 패턴을 포함하고, 상기 제1 근접 감지부와 상기 제2 근접 감지부는 서로 다른 로직 패턴을 발생시키는 이동 단말기.
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  4. 제 1 항에 있어서,
    제어부는 트랜스미터 전극에서 출력된 로직 패턴과 상기 리시버 전극으로 입력된 로직 패턴이 일치하는 경우 근접터치 입력신호가 발생되지 않도록 제어하고, 트랜스미터 전극에서 출력된 로직 패턴과 상기 리시버 전극으로 입력된 로직 패턴이 일치하지 않는 경우 근접터치 입력신호가 발생되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 로직 패턴은 스프레드 스펙트럼 방식으로 발생되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
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  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    제어부는 제1 근접 감지부에 의해 근접터치가 감지된 경우 제1 근접터치 입력신호를 발생시키고, 제2 근접 감지부에 의해 근접터치가 감지된 경우 제2 근접터치 입력신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는 제1 근접 감지부에서 근접터치가 감지된 후 제2 근접 감지부에서 근접터치가 감지된 경우 제3 근접터치 입력신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 근접 감지부 및 상기 제2 근접 감지부 각각은,
    적어도 두 개의 트랜스미터 전극과 적어도 두 개의 리시버 전극을 갖는 이동 단말기.
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