KR102058183B1 - 스타일러스 펜 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 스타일러스 펜은 일단에 제1 개구부가 형성되어 있고, 타단에 제2 개구부가 형성되어 있는 제1 몸체부, 적어도 일부가 제1 개구부로부터 도출되어 있고, 도전성을 갖는 스타일러스 팁, 제2 개구부에 결합되어 있고, 관통홀을 포함하는 가이드부, 그리고 제1 몸체의 내부에서 관통홀을 통해 연장되어 있고, 일단이 스타일러스 팁에 결합되어 있으며, 관통홀을 통과한 적어도 일 부분이 관통홀의 직경보다 더 큰 폭을 갖는 도전성 와이어를 포함한다.

Description

스타일러스 펜 및 그 제조 방법{STYLUS PEN AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}
본 개시는 스타일러스 펜 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 태블릿(tablet) PC, 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션과 같은 다양한 단말기에는 터치 센서가 구비된다.
이러한 단말기 내에서 터치 센서는 이미지를 표시하는 표시 패널 상에 위치하거나, 단말기 바디의 일 영역에 위치할 수 있다. 사용자가 터치 센서를 터치하여 단말기와 상호 작용함으로써, 단말기는 직관적인 사용자 인터페이스를 사용자에게 제공할 수 있다.
사용자는 정교한 터치 입력을 위해, 스타일러스 펜을 사용할 수 있다. 스타일러스 펜은 내부에 전자부품이 구비되는지 여부에 따라 액티브(active) 스타일러스 펜과 패시브(passive) 스타일러스 펜으로 구분될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 패시브 스타일러스 펜을 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 스타일러스 펜(10)은 총알 모양의 스타일러스 팁(11)과 스타일러스 몸체부(12)를 포함한다. 스타일러스 팁(11)의 전체 또는 일부는 도전성 물질로 이루어진다.
사용자는 스타일러스 펜(10)이 감지 표면(20)에 대해 수직을 이루는 상태로 스타일러스 펜(10)을 사용하기보다, 스타일러스 펜(10)이 감지 표면(20)에 대해 소정 각도로 기울어진 상태로 스타일러스 펜(10)을 사용하는 것이 일반적이다. 사용자가 스타일러스 펜(10)을 기울여 사용하는 경우, 도전성의 스타일러스 팁(11)의 측면은 감지 표면(20)과 추가적인 커패시턴스(capacitance)를 형성한다. 그러면, 추가적인 커패시턴스에 의해, 스타일러스 팁(11)이 접촉된 위치(21)로부터 스타일러스 펜(10)이 기울어지는 방향에 위치한 임의의 위치(22)에서, 커패시턴스의 변화량이 가장 크게 된다. 따라서, 스타일러스 팁(11)이 감지 표면(20)에 실제 접촉된 위치(21)가 접촉 위치로서 인식되는 것이 아니라, 위치(21)에 인접한 다른 위치(22)가 접촉 위치로서 인식된다. 이때, 실제 접촉된 위치(21)와 실제 인식된 위치(22) 사이의 옵셋(이하, 틸트 옵셋이라 지칭함) 값(23)은 수백 μm 이상이 될 수도 있다.
이처럼, 종래 기술에 따른 패시브 스타일러스 펜을 기울여 사용하면, 스타일러스 펜의 기울기에 따라 직진성 오차(linearity error)가 발생해 정교한 터치 입력이 어렵다는 문제점이 발생한다.
미국특허 제9,298,285호는 이러한 문제점을 해결하기 위한 스타일러스 펜을 개시하고 있다.
도 2 및 도 3은 미국특허 제9,298,285호에서 개시된 스타일러스 펜의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2에서, 스타일러스 펜(30)은 구(sphere) 모양의 스타일러스 팁(31)과 스타일러스 팁(31)에 연결된 도전성 와이어(32)를 포함한다. 스타일러스 팁(31)의 일부 영역 및 도전성 와이어(32)는 비도전성 물질로 이루어진 홀더(33)에 의해 둘러싸여 고정된다. 홀더(33)는 스타일러스 몸체부(34)에 연결된다. 도 2에 도시한 스타일러스 펜(30)의 구조에 의하면, 구 모양의 스타일러스 팁(31)을 사용하기 때문에 틸트(기울임)의 정도에 관계없이 접촉 위치에서의 커패시턴스의 변화랑이 최대가 되고, 도전성 와이어(32)가 가늘게 형성되어 있기 때문에 도전성 와이어(32)에 의한 커패시턴스의 변화량을 최소화할 수 있어, 틸트 옵셋을 최소화할 수 있다.
그러나, 도 2 및 도 3에 도시한 스타일러스 펜의 구조에 따르면, 사용자가 쥐는 부분과 도전성 와이어(32) 사이의 거리가 길어서 사용자의 손과 도전성 와이어(32) 사이의 커패시턴스(C1)가 작고, 도전성 와이어가 플로팅된 상태이므로, 스타일러스 팁(31)의 터치 감도가 떨어지는 문제점이 있다.
실시예들은 틸트 옵셋을 감소시키는 스타일러스 펜 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
실시예들은 터치 센서에 대한 터치 감도를 향상시키는 스타일러스 펜 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 스타일러스 펜은 일단에 제1 개구부가 형성되어 있고, 타단에 제2 개구부가 형성되어 있는 제1 몸체부, 적어도 일부가 제1 개구부로부터 도출되어 있고, 도전성을 갖는 스타일러스 팁, 제2 개구부에 결합되어 있고, 관통홀을 포함하는 가이드부, 그리고 제1 몸체의 내부에서 관통홀을 통해 연장되어 있고, 일단이 스타일러스 팁에 결합되어 있으며, 관통홀을 통과한 적어도 일 부분이 관통홀의 직경보다 더 큰 폭을 갖는 도전성 와이어를 포함한다.
가이드부는, 관통홀, 외면의 일부에 형성되어 있는 제1 결합부, 및 도전성 와이어의 적어도 일 부분의 폭 이상의 직경을 갖는 제1 공동을 포함하는 제1 가이드부, 그리고 제1 가이드부가 삽입되어 있는 제2 공동, 제2 공동의 내면에 형성되어 제1 결합부와 결합하는 제2 결합부, 제2 개구부에 삽입되어 있는 제3 결합부, 및 제3 결합부의 반대 측에 위치하는 제4 결합부를 포함하는 제2 가이드부를 포함할 수 있다.
관통홀을 통과한 적어도 일 부분은 제1 공동 중 관통홀 주변의 영역에 접촉되어 있다.
가이드부는 도전성을 가질 수 있다.
도전성 와이어의 직경이 1mm 이내일 수 있다.
스타일러스 팁의 직경이 0.5mm 내지 3mm이고, 개구부의 직경은 스타일러스 팁의 직경보다 더 작을 수 있다.
제2 개구부가 결합되어 있는 일단의 반대 측에서, 가이드부에 결합되어 있는 제2 몸체부를 더 포함할 수 있다.
가이드부가 결합되어 있는 일단의 반대 측에서, 제2 몸체부에 결합되어 있고, 내부에서 도전성 와이어와 전기적으로 연결되어 있는 제3 가이드부, 그리고 제2 몸체부가 결합되어 있는 일단의 반대 측에서, 제3 가이드부에 결합되어 있는 제3 몸체부를 더 포함할 수 있다.
제2 몸체부는, 가이드부에 전기적으로 연결되고, 제2 몸체부의 외면에서 노출되는 적어도 하나의 도전부를 포함할 수 있다.
도전성 와이어가 스타일러스 팁으로부터 분리되지 않도록, 스타일러스 팁에 결합된 도전성 와이어의 일부의 형태가 도전성 와이어의 다른 일부의 형태와 상이할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스타일러스 펜 제조 방법은 금형부의 삽입구를 통해, 도전성 와이어를 성형 공간 내에 배치하는 단계, 금형부의 주입구를 통해, 성형 공간에 용융물을 주입하여 도전성 와이어의 일단에 스타일러스 팁을 성형하는 단계, 스타일러스 팁이 결합된 도전성 와이어를 금형부로부터 탈형하는 단계, 그리고 제1 몸체부의 제1 개구부에 도전성 와이어를 삽입하는 단계를 포함하고, 제1 개구부의 직경은 스타일러스 팁의 직경보다 더 작다.
도전성 와이어를 삽입한 후에, 제1 몸체부의 제2 개구부에 제1 가이드부를 삽입하는 단계를 더 포함하고, 제1 가이드부는 제2 개구부에 삽입될 때 도전성 와이어가 삽입되는 관통홀과 제1 공동, 및 외면의 일부에 형성되어 있는 제1 결합부를 포함할 수 있다.
제1 가이드부를 삽입한 후에, 도전성 와이어의 적어도 일 부분을 변형하는 단계를 더 포함하고, 적어도 일 부분의 폭은 관통홀의 직경보다 더 클 수 있다.
제2 가이드부를 제1 몸체부의 제2 개구부에 결합하는 단계를 더 포함하고, 제2 가이드부는 제1 가이드부가 삽입되는 제2 공동, 제2 공동의 내면에 형성되어 제1 결합부와 결합하는 제2 결합부, 제2 개구부에 삽입되는 제3 결합부, 및 제3 결합부의 반대 측에 위치하는 제4 결합부를 포함할 수 있다.
제2 가이드부를 제1 몸체부의 제2 개구부에 결합한 후에, 도전성 와이어의 적어도 일 부분이 제1 공동 중 관통홀 주변의 영역에 접촉하도록, 제1 가이드부의 제1 결합부를 제2 가이드부의 제2 결합부에 결합하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제1 가이드부의 제1 결합부를 제2 가이드부의 제2 결합부에 결합한 후에, 제2 몸체부를 제2 가이드부의 제4 결합부에 결합하는 단계를 더 포함할 수 있다.
스타일러스 팁이 결합된 도전성 와이어를 금형부로부터 탈형하는 단계는, 도전성 와이어를 스타일러스 팁이 성형 공간으로부터 이격되는 방향으로 가압하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 스타일러스 펜은 도전성을 갖는 0.5mm 내지 3mm의 직경의 스타일러스 팁, 스타일러스 팁에 일단이 결합되어 있으며, 20mm 이상의 길이를 갖는 도전성 와이어, 도전성 와이어가 삽입되어 있는 관통홀 및 외면에 형성되어 있는 제1 결합부를 포함하고, 도전성을 갖는 제1 가이드부, 그리고 사용자가 파지할 수 있는 외면, 제1 가이드부가 삽입되는 공동, 및 공동의 내측에 형성되어 제1 결합부에 결합되는 제2 결합부를 포함하는 제2 가이드부를 포함한다.
도전성 와이어의 일부분의 폭은 관통홀의 직경보다 더 클 수 있다.
스타일러스 팁과 외면 사이의 거리가 20mm 이상일 수 있다.
본 개시에 따른 스타일러스 펜 및 그 제조 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 개시의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 단말기에 의해 스타일러스 펜의 접촉 지점이 정확하게 인식될 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 개시의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 사용자에게 보다 직관적인 인터페이스를 제공할 수 있다는 장점이 있다.
본 개시의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 개시의 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 개시의 바람직한 실시예와 같은 특정 실시예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1 내지 도 3은 종래 기술에 따른 스타일러스 펜을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스타일러스 펜을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스타일러스 펜의 상세 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스타일러스 펜을 제조하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 7 내지 도 11은 도 6의 방법에 따라 제조되는 스타일러스 펜의 일부를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스타일러스 펜을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스타일러스 펜을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 스타일러스 펜의 일부를 제조하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 15 내지 도 20은 도 14의 방법에 따라 제조되는 스타일러스 펜의 일부를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스타일러스 펜을 나타내는 도면이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스타일러스 펜(100)은 스타일러스 팁(110), 도전성 와이어(120), 제1 몸체부(130), 제2 몸체부(140), 및 가이드부(150)를 포함한다.
스타일러스 팁(110)은 전체적으로 구 형태를 가질 수 있다. 스타일러스 팁(110)은 일부가 소정의 곡률을 갖는 형태(예를 들어, 반구 형태 등)를 가질 수 있다.
스타일러스 팁(110)은 제1 몸체부(130)의 제1 개구부(131)에 위치할 수 있다. 스타일러스 팁(110)은 적어도 일부가 도전성 재질을 포함한다. 이때, 스타일러스 팁(110)은 10Ω 이하의 저항값을 가지는 것이 바람직하다. 또한, 스타일러스 팁(110)의 직경은 0.1mm 내지 3mm인 것이 좋으며, 특히 0.5mm 내지 2mm인 것이 바람직하다. 스타일러스 팁(110)의 적어도 일부는 제1 개구부(131)로부터 돌출되어 있고, 적어도 일부는 제1 개구부(131)를 통해 제1 몸체부(130) 내에 삽입되어 있다. 예를 들어, 스타일러스 팁(110)의 직경이 2mm인 경우, 제1 개구부(131)로부터 돌출된 높이가 1.2mm가 되도록, 스타일러스 팁(110)의 일부는 제1 개구부(131)를 통해 제1 몸체부(130) 내에 삽입되어 있다.
도전성 와이어(120)는 스타일러스 팁(110)에 연결된, 도전성을 갖는 와이어로서, 제1 몸체부(130)의 내에 위치할 수 있다. 스타일러스 팁(110)과 도전성 와이어(120)는 인서트(insert) 사출 성형될 수 있다.
도전성 와이어(120)는 사용자가 파지하는 가이드부(150)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 도전성 와이어(120)는 가이드부(150)까지 연장되어 가이드부(150)에 직접 접촉될 수 있다.
도전성 와이어(120)는 20mm 이상의 길이를 가질 수 있다. 또한, 도전성 와이어(120)는 틸트에 의한 감도 영향을 최소화하기 위해 그 직경이 0.1mm 내지 1mm일 수 있다. 도전성 와이어(120)는 원기둥, 다각기둥, 적어도 일부분이 곡면인 기둥 형태, 배흘림기둥(entasis) 형태, 각뿔대(frustum of pyramid) 형태, 원뿔대(circular truncated cone) 형태 등을 가질 수도 있으며, 그 형태에 제한되지 않는다.
제1 몸체부(130)의 내부에는 스타일러스 팁(110)의 일부 및 도전성 와이어(120)가 배치될 수 있다. 이때 스타일러스 팁(110)은 제1 개구부(131)에 고정될 수 있다. 또한, 제1 몸체부(130)는 가이드부(150)에 결합되어 있다.
제1 몸체부(130)는 제1 개구부(131)로부터 뿔대와 기둥이 결합된 형태를 포함한다. 제1 몸체부(130)는 뿔대 부분과 기둥 부분이 일체로 결합된 형태로 도시하였으나, 두 부분이 분리될 수도 있다. 기둥 부분은 원기둥, 다각기둥, 적어도 일부분이 곡면인 기둥 형태, 배흘림기둥 형태, 각뿔대 형태, 원뿔대 형태 등을 가질 수도 있으며, 그 형태에 제한되지 않는다. 이러한 제1 몸체부(130)는 비도전성 물질로 이루어질 수 있다.
가이드부(150)는 도전성 물질을 포함할 수 있다. 가이드부(150)는 사용자에 의해 파지될 수 있다. 가이드부(150)는 스타일러스 팁(110)으로부터 20mm 내지 70mm 사이에 위치할 수 있다. 바람직하게, 사용자에 의해 파지될 수 있는 가이드부(150)의 높이는 10mm일 수 있고, 가이드부(150)는 스타일러스 팁(110)으로부터 20mm 내지 40mm 사이에 위치할 수 있다.
가이드부(150)의 외면은 원기둥, 다각기둥, 적어도 일부분이 곡면인 기둥 형태, 배흘림기둥 형태, 각뿔대 형태, 원뿔대 형태 등을 가질 수도 있으며, 그 형태에 제한되지 않는다.
가이드부(150)는 도전성 와이어(120)에 전기적으로 연결될 수 있다. 도전성 와이어(120)와 가이드부(150) 사이의 연결은 다양한 방법으로 구현할 수 있다. 그러면, 스타일러스 팁(110), 도전성 와이어(120), 및 가이드부(150)가 전기적으로 연결될 수 있다. 그러면, 가이드부(150)가 사용자에 의해 파지된 상태로 스타일러스 팁(110)이 감지 표면(200)에 근접하면, 전하가 스타일러스 팁(110)으로부터 도전성 와이어(120) 및 가이드부(150)를 통해 사용자에게 전달되어 싱크되므로, 스타일러스 팁(110)의 터치 감도를 더욱 높일 수 있다.
제2 몸체부(140)는 가이드부(150)에 결합되어 있다. 제2 몸체부(140)는 외면은 원기둥, 다각기둥, 적어도 일부분이 곡면인 기둥 형태 등을 가질 수도 있으며, 그 형태에 제한되지 않는다. 이러한 제2 몸체부(140)는 비도전성 물질로 이루어질 수 있다.
다음으로, 도 5를 참조하여, 일 실시예에 따른 스타일러스 펜(100)에 대해 구체적으로 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스타일러스 펜의 상세 구조를 나타낸 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 스타일러스 펜(100)은 스타일러스 팁(110), 도전성 와이어(120), 제1 몸체부(130), 제2 몸체부(140), 및 가이드부(150)를 포함한다.
스타일러스 팁(110)은 도전성 와이어(120)에 결합되어 있다. 스타일러스 팁(110) 내에서 스타일러스 팁(110)에 결합된 도전성 와이어(120)의 적어도 일 부분(TA)은 변형되어 있다. 예를 들어, 스타일러스 팁(110) 내에서 스타일러스 팁(110)에 결합된 도전성 와이어(120)의 적어도 일 부분(TA)의 폭(또는 두께, 직경)은 도전성 와이어(120)의 폭(또는 두께, 직경)보다 더 크다. 또는 스타일러스 팁(110) 내에서 스타일러스 팁(110)에 결합된 도전성 와이어(120)의 적어도 일 부분(TA)은 갈고리 형태로 구부러져 있을 수 있다. 이에 의해 스타일러스 팁(110)으로부터의 도전성 와이어(120)의 분리가 방지될 수 있다. 도전성 와이어(120)의 일 부분(TA)을 변형하는 방식은 프레스 성형 방식 외에도 다양한 성형 방식이 사용될 수 있다.
스타일러스 팁(110)의 일부는 제1 몸체부(130)의 제1 개구부(131)에 위치할 수 있다. 도전성 와이어(120)는 스타일러스 팁(110)으로부터 연장되어, 제1 개구부(131) 및 제1 몸체부(130)의 공동(133)에 위치할 수 있다.
제1 몸체부(130)의 일단에는 제1 개구부(131)가 위치하고, 타단에는 제2 개구부(132)가 위치한다. 제1 개구부(131)와 제2 개구부(132) 사이에 공동(133)이 위치할 수 있다. 제1 몸체부(130)는 가이드부(150)에 결합되어 있다.
가이드부(150)는 제1 가이드부(151) 및 제2 가이드부(155)를 포함할 수 있다. 제1 가이드부(151)는 도전성 와이어(120)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 가이드부(151)는 도전성 와이어(120)에 직접적으로 접촉될 수 있다.
도전성 와이어(120)는 제1 가이드부(151)의 관통홀(154)과 제1 가이드부(151)의 공동(152)에 위치할 수 있다. 제1 가이드부(151)의 공동(152)에 위치한 도전성 와이어(120)의 적어도 일 부분(PA)도 변형되어 있다. 이하에서는 도전성 와이어(120)의 일 부분이 도전성 와이어(120)의 단부(PA)인 것으로 가정하여 설명한다.
제1 가이드부(151)는 제2 가이드부(155)에 결합되어 있다. 제2 가이드부(155)는 제1 몸체(130)의 제2 개구부(132)에서, 제1 몸체(130)와 결합될 수 있다. 예를 들어, 제2 가이드부(155)는 제1 몸체(130)의 제2 개구부(132)에 삽입되어 결합될 수 있다. 또한, 제1 가이드부(151)의 일부는 제2 몸체(140)의 공동(142)에 위치할 수 있다.
제2 가이드부(155)는 제2 몸체(140)에 결합되어 있다. 제2 가이드부(155)는 제2 몸체(140)의 개구부(141)에서, 제2 몸체(140)와 결합될 수 있다. 예를 들어, 제2 가이드부(155)는 제2 몸체(140)의 개구부(141)에 삽입되어 결합될 수 있다.
다음으로 도 6 내지 도 11을 참조하여, 일 실시예에 따른 스타일러스 펜(100)을 제조하는 방법에 대해 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스타일러스 펜(100)을 제조하는 방법을 나타낸 순서도이고, 도 7 내지 도 11은 도 6의 방법에 따라 제조되는 스타일러스 펜(100)의 일부를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 제1 몸체부(130)의 제1 개구부(131)에 스타일러스 팁(110) 및 도전성 와이어(120)를 삽입(S110)하고, 제1 몸체부(130)에 스타일러스 팁(110)을 본딩(S120)한다. 단계들(S110, S120)과 관련하여 도 7을 함께 참조한다.
도 7(a)에 도시된 바와 같이, 제1 몸체부(130)는 제1 개구부(131), 관통홀(132), 공동(133), 제2 개구부(134), 및 결합부(135)를 포함한다. 스타일러스 팁(110)에 연결된 도전성 와이어(120)는 제1 개구부(131)에 제1 방향(D1)으로 삽입될 수 있다. 스타일러스 팁(110)이 제1 개구부(131)에 접촉하도록, 도전성 와이어(120)는 제1 몸체부(130)에 삽입될 수 있다.
그러면, 도 7(b)에 도시된 바와 같이, 도전성 와이어(120)는 관통홀(132), 공동(133), 및 제2 개구부(134)에 위치할 수 있다. 스타일러스 팁(110)이 제1 개구부(131)에 접촉하는 때, 공동(133)을 통해 접착제 등을 주입하여, 도전성 와이어(120)가 관통홀(132) 및 공동(133) 중 적어도 일부(BA)에 접착될 수 있다.
다음으로, 제1 몸체부(130)의 제2 개구부(134)에 제1 가이드부(151)를 삽입(S130)한다. 단계(S130)와 관련하여 도 8을 함께 참조한다.
도 8(a)에 도시된 바와 같이, 제1 가이드부(151)는 관통홀(154), 공동(152), 및 결합부(153)를 포함한다. 제1 가이드부(151)는 제2 개구부(134)를 통해 제1 몸체부(130)의 공동(152)으로 삽입될 수 있다. 이때, 제1 가이드부(151)의 관통홀(154)에 도전성 와이어(120)가 삽입될 수 있다.
그러면, 도 8(b)에 도시된 바와 같이, 도전성 와이어(120)는 제1 가이드부(151)의 관통홀(154) 및 공동(152)에 위치할 수 있다.
다음으로, 도전성 와이어(120)의 단부(PA)를 변형(S140)한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 도전성 와이어(120)는 제1 가이드부(151)에 삽입된 상태로, 일 단부(PA)가 변형될 수 있다. 도전성 와이어(120)의 단부(PA)을 변형하는 방식은 프레스 성형 방식 외에도 다양한 성형 방식이 사용될 수 있다.
단부(PA)의 폭(또는 두께, 직경)은 적어도 관통홀(154)의 직경보다 더 클 수 있다. 또는 단부(PA)가 갈고리 형태로 구부러져 있을 수 있다. 따라서, 도전성 와이어(120)의 단부(PA)가 관통홀(154)을 통과하지 못하게 되므로, 제1 가이드부(151)가 도전성 와이어(120)로부터 분리되지 않는다.
상기에서는 도전성 와이어(120)의 단부(PA)가 변형되는 것으로 설명하였으나, 도전성 와이어(120) 및 제1 가이드부(151)의 관통홀(154)의 결합 형태에 따라 도전성 와이어(120)의 중간 부분이 변형되어 있을 수 있으며, 변형되는 위치는 본 발명에서 제한되지 않는다.
다음으로, 제1 몸체부(130)와 제2 가이드부(155)를 결합(S150)한다. 제2 가이드부(155)는 제1 개구부(156a), 제2 개구부(157a), 제1 결합부(156), 제2 결합부(157), 제3 결합부(158), 및 공동(159)를 포함한다. 도 10(a)에 도시된 바와 같이, 제2 가이드부(155)는 제1 몸체부(130)의 결합부(135)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 제2 가이드부(155)는 제1 개구부(156)에 제2 방향(D2)으로 삽입될 수 있다. 그리고 제2 가이드부(155)의 제1 결합부(156)는 제1 몸체부(130)의 결합부(135)와 나사 결합될 수 있다.
이때, 제1 가이드부(151)는 제2 가이드부(155)의 제1 개구부(156)를 통해 공동(159)으로 삽입될 수 있다. 제1 가이드부(151)의 직경은 공동(159)의 직경보다 더 작다.
제1 가이드부(151)가 제2 가이드부(155)의 공동(159)으로 삽입된 후, 제2 가이드부(155)에 제1 가이드부(151)를 결합(S160)한다. 제2 가이드부(155)의 공동(159)의 내측에는 제3 결합부(158)가 형성되어 있다. 제1 가이드부(151)의 결합부(153)는 제2 가이드부(155)의 제3 결합부(158)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 제2 가이드부(155)의 제3 결합부(158)는 제1 가이드부(151)의 결합부(153)와 나사 결합될 수 있다.
이때, 제1 가이드부(151)는 제1 방향(D1)으로 최대한 돌출되도록, 제2 가이드부(155)의 제3 결합부(158)에 결합될 수 있다. 제1 가이드부(151)는 도전성 와이어(120)의 단부(PA)가 관통홀(154)의 입구에 접촉할 때까지 제1 방향(D1)으로 최대한 돌출될 수 있다. 그러면, 도전성 와이어(120)는 제1 가이드부(151)에 접촉할 수 있다. 제1 가이드부(151)는 제2 가이드부(155)의 제3 결합부(158)와 결합되어 있으므로, 도전성 와이어(120)는 제1 가이드부(151)에 접촉한 상태로 고정될 수 있다.
다음으로, 제2 가이드부(155)에 제2 몸체부(140)를 결합(S170)한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 제2 몸체부(140)는 개구부(141), 공동(143), 및 결합부(142)를 포함한다. 스타일러스 팁(110), 도전성 와이어(120), 제1 가이드부(151), 및 제2 가이드부(155)가 결합된 구조체는 제2 몸체부(140)의 개구부(141)에 제1 방향(D1)으로 삽입될 수 있다. 그러면, 제1 가이드부(151)는 제2 몸체부(140)의 공동(143)으로 삽입될 수 있다. 그리고 제2 가이드부(155)의 제2 결합부(157)는 제2 몸체부(140)의 결합부(142)와 결합될 수 있다. 예를 들어, 제2 가이드부(155)의 제2 결합부(157)는 제2 몸체부(140)의 결합부(142)와 나사 결합된다.
상기의 방법에 따라 제조된 스타일러스 펜(100)은, 스타일러스 팁(110), 도전성 와이어(120), 제1 가이드부(151), 및 제2 가이드부(155)가 전기적으로 연결되어 있다. 사용자는 외부로 노출된 제2 가이드부(155)를 파지하여 스타일러스 펜(100)을 사용할 수 있다. 터치 전극으로 전달된 구동 신호에 따른 전하가 접지 상태인 사용자의 손으로 스타일러스 펜(100)을 통해 싱크되므로, 실시예에 따른 스타일러스 펜(100)은 사용자에게 향상된 터치 감도를 제공할 수 있다. 또한, 도전성 와이어(120)가 스타일러스 팁(110)에 비해 더 적은 직경으로 형성되므로, 스타일러스 펜(100)의 틸트 옵셋을 개선할 수 있다.
다음은 도 12를 참조하여, 다른 실시예에 따른 스타일러스 펜을 설명한다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스타일러스 펜(102)을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 12에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스타일러스 펜(102)은 스타일러스 팁(110), 도전성 와이어(120), 제1 몸체부(130), 가이드부(250), 제2 몸체부(240), 가이드부(270), 및 제3 몸체부(260)를 포함한다.
도 12의 스타일러스 펜(102)은 도 4의 스타일러스 펜(100)과 대부분 유사하나, 스타일러스 펜(100)에 비해 가이드부(270) 및 제3 몸체부(260)를 더 포함하고, 도전성 와이어(120)가 가이드부(270)까지 연장되므로, 이에 대해서만 설명한다.
가이드부(270)는 도전성 물질을 포함할 수 있다. 가이드부(270)는, 가이드부(270)가 사용자에 의해 파지될 때, 사용자의 손의 일부에 접촉될 수 있다. 또는, 가이드부(270)는 사용자에 의해 직접 파지될 수도 있다.
가이드부(270)의 외면은 원기둥, 다각기둥, 적어도 일부분이 곡면인 기둥 형태 등을 가질 수도 있으며, 그 형태에 제한되지 않는다.
가이드부(270)는 도전성 와이어(120)에 전기적으로 연결될 수 있다. 도전성 와이어(120)와 가이드부(270) 사이의 연결은 다양한 방법으로 구현할 수 있다. 그러면, 스타일러스 팁(110), 도전성 와이어(120), 가이드부(250), 및 가이드부(270)가 전기적으로 연결될 수 있다. 그러면, 가이드부(270)에 사용자의 손이 접촉한 상태 또는 가이드부(270)가 사용자에 의해 파지된 상태로, 스타일러스 팁(110)이 감지 표면(200)에 근접하면, 전하가 스타일러스 팁(110)으로부터 도전성 와이어(120) 및 가이드부(270)를 통해 사용자에게 전달되어 싱크되므로, 스타일러스 팁(110)의 터치 감도를 더욱 높일 수 있다.
제3 몸체부(260)는 가이드부(270)에 결합되어 있다. 제3 몸체부(260)는 외면은 원기둥, 다각기둥, 적어도 일부분이 곡면인 기둥 형태 등을 가질 수도 있으며, 그 형태에 제한되지 않는다. 이러한 제3 몸체부(260)는 비도전성 물질로 이루어질 수 있다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스타일러스 펜(104)을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 13에 도시한 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스타일러스 펜(104)은 스타일러스 팁(110), 도전성 와이어(120), 제1 몸체부(130), 가이드부(290), 및 제2 몸체부(280)를 포함한다.
도 13의 스타일러스 펜(104)은 도 4의 스타일러스 펜(100)과 대부분 유사하나, 제2 몸체부(280)는 적어도 하나의 도전부(282, 284)를 포함하므로, 이에 대해서만 설명한다.
제2 몸체부(280)는 가이드부(290)에 결합되어 있다. 제2 몸체부(280)는 외면은 원기둥, 다각기둥, 적어도 일부분이 곡면인 기둥 형태 등을 가질 수도 있으며, 그 형태에 제한되지 않는다. 이러한 제2 몸체부(280)는 비도전성 물질로 이루어질 수 있으며, 적어도 하나의 도전부(282, 284)가 형성되어 있다.
적어도 하나의 도전부(282, 284)는 스타일러스 펜(104)의 길이 방향으로 연장되어 있거나, 또는 하나의 도전체로 형성될 수 있다. 적어도 하나의 도전부(282, 284)는 메쉬(mesh) 형태를 가질 수도 있다.
적어도 하나의 도전부(282, 284)는 제2 몸체부(280)의 외면으로 노출되어 있다. 도전성 와이어(120)가 제2 몸체부(280)까지 연장되면, 적어도 하나의 도전부(282, 284)는 제2 몸체부(280)의 내부에서 도전성 와이어(120)에 접촉될 수도 있다.
제2 몸체부(280)가 가이드부(290)와 결합하면, 적어도 하나의 도전부(282, 284)는 가이드부(290)와 접촉된다. 이에 의해, 적어도 하나의 도전부(282, 284)는 가이드부(290)와 전기적으로도 연결된다.
그러면, 제2 몸체(280)에 사용자의 손이 접촉한 상태 또는 제2 몸체(280)가 사용자에 의해 파지된 상태로, 스타일러스 팁(110)이 감지 표면(200)에 근접하면, 전하가 스타일러스 팁(110)으로부터 도전성 와이어(120), 가이드부(290), 및 도전부들(282, 284)을 통해 사용자에게 전달되어 싱크되므로, 스타일러스 팁(110)의 터치 감도를 더욱 높일 수 있다.
다음은 도 14 내지 도 20을 참조하여, 상기에서 설명한 스타일러스 팁(110)과 이에 결합된 도전성 와이어(120)를 제조하는 방법에 대해 더 설명한다. 스타일러스 팁을 제조하는 단계들은 상기의 단계(S110) 이전에 더 수행될 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 스타일러스 펜의 일부를 제조하는 방법을 나타낸 도면이고, 도 15 내지 도 20은 도 14의 방법에 따라 제조되는 스타일러스 펜의 일부를 나타낸 도면이다.
도 14를 참조하면, 먼저 도전성 와이어(120) 및 제1 탈형부(340)를 제조 장치(300)의 성형 공간(311, 312)에 배치(S210)한다.
도 15에 도시된 바와 같이, 제조 장치(300)는 제1 금형부(310) 및 제2 금형부(320)를 포함한다. 제1 금형부(310)는 내부에 제1 캐비티(312)가 형성되어 있고, 제2 금형부(320)도 내부에 제2 캐비티(322)가 형성되어 있다. 제1 금형부(310)와 제2 금형부(320)가 결합하는 때, 제1 캐비티(312)와 제2 캐비티(322)는 성형 공간(311, 312)을 형성할 수 있다. 성형 공간(311, 312)은 스타일러스 팁(110)의 형상에 대응하는 형태를 가질 수 있으며, 이하의 도면에서는 전체적으로 구 형태를 갖는 것으로 도시한다.
제2 금형부(320)에는 용융물(350)이 주입되는 주입구(326), 도전성 와이어(120)가 삽입되는 제1 삽입구(328), 및 제1 탈형부(340)가 삽입되는 제2 삽입구(324)가 형성되어 있다.
도 16에 도시된 바와 같이 단계(S210)에서, 도전성 와이어(120)는 제1 삽입구(328)를 통해 삽입되고, 그 일단이 성형 공간(311, 312) 내부에 위치할 수 있다. 이때, 성형 공간(311, 312) 내부에 위치한 도전성 와이어(120)의 일단은 변형된 형태를 가질 수 있다. 그리고 도전성 와이어(120)의 타단은 제2 탈형부(330)에 의해 지지될 수 있다.
제1 탈형부(340)는 제2 삽입구(324)를 통해 삽입되어 성형 공간(311, 312)과 제2 삽입구(324)의 경계에 위치할 수 있다. 제1 탈형부(340)는 제2 삽입구(324)를 통해 성형 공간(311, 312)으로부터의 용융물(350)의 유출을 방지할 수 있다.
용융물(350)을 주입(S220)한다. 용융물(350)은 금속 용융물, 수지 조성물 등을 포함한다. 이때 금속 용융물 및 수지 조성물은 냉각 후에 도전성을 갖는 물질의 용융물(350)일 수 있다.
도 17에 도시된 바와 같이, 용융물(350)은 주입구(326)를 통해 주입되어 성형 공간(311, 312) 내부를 채울 수 있다. 성형 공간(311, 312) 내부에 주입된 용융물(350)이 냉각됨에 따라, 용융물(350)이 응고되어 성형 공간(311, 312) 내에서 도전성 와이어(120)와 융착될 수 있다.
냉각이 완료되면, 제1 금형부(310)를 분리(S230)한다. 도 18에 도시된 바와 같이, 제1 금형부(310)와 제2 금형부(320)를 서로 반대 방향으로 이동시키거나, 제1 금형부(310)를 제2 금형부(320)로부터 이격시켜, 제1 금형부(310)가 분리될 수 있다.
다음으로, 제2 금형부(320)를 분리(S240)한다. 도 19에 도시된 바와 같이 제1 탈형부(340)에 D3 방향으로 힘을 가하고, 제2 탈형부(330)에 D4 방향으로 힘을 가하면, 도 20에 도시된 바와 같이 스타일러스 팁(110)은 제2 캐비티(322)로부터 탈형될 수 있다. 즉, 스타일러스 팁(110)이 성형 공간(311, 312)으로부터 이격되는 방향으로 제1 탈형부(340)와 제2 탈형부(330)에 가압하여, 스타일러스 팁(110)을 탈형시킬 수 있다. 스타일러스 팁(110)의 표면에 대해 표면 처리를 수행할 수 있다.
상기와 같은 사출 방식으로, 스타일러스 팁(110) 내부에 도전성 와이어(120)가 삽입되어 있는 형태로 스타일러스 팁(110)과 도전성 와이어(120)가 결합될 수 있다. 이러한 사출 방식을 통해 형성된 스타일러스 팁(110)과 도전성 와이어(120)의 결합체는 내구성이 향상되어, 외부 충격에 의해 분리되거나 파손될 염려가 적은 효과가 있다. 또한, 스타일러스 팁(110)과 도전성 와이어(120)를 결합하는 다른 방식에 비해, 저렴한 생산비용으로 대량 생산이 가능한 이점을 갖는다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (20)

  1. 일단에 제1 개구부가 형성되어 있고, 타단에 제2 개구부가 형성되어 있는 제1 몸체부,
    적어도 일부가 상기 제1 개구부로부터 도출되어 있고, 도전성을 갖는 스타일러스 팁,
    상기 제2 개구부에 결합되어 있고, 관통홀을 포함하는 가이드부, 그리고
    상기 제1 몸체의 내부에서 상기 관통홀을 통해 연장되어 있고, 일단이 상기 스타일러스 팁에 결합되어 있으며, 상기 관통홀을 통과한 적어도 일 부분이 상기 관통홀의 직경보다 더 큰 폭을 갖는 도전성 와이어
    를 포함하고,
    상기 가이드부는,
    상기 관통홀, 외면의 일부에 형성되어 있는 제1 결합부, 및 상기 도전성 와이어의 적어도 일 부분의 폭 이상의 직경을 갖는 제1 공동을 포함하는 제1 가이드부, 그리고
    상기 제1 가이드부가 삽입되어 있는 제2 공동, 상기 제2 공동의 내면에 형성되어 상기 제1 결합부와 결합하는 제2 결합부, 상기 제2 개구부에 삽입되어 있는 제3 결합부, 및 상기 제3 결합부의 반대 측에 위치하는 제4 결합부를 포함하는 제2 가이드부를 포함하는,
    스타일러스 펜.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 관통홀을 통과한 적어도 일 부분은 상기 제1 공동 중 상기 관통홀 주변의 영역에 접촉되어 있는,
    스타일러스 펜.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가이드부는 도전성을 갖는,
    스타일러스 펜.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 와이어의 직경이 1mm 이내인,
    스타일러스 펜.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 스타일러스 팁의 직경이 0.5mm 내지 3mm이고,
    상기 개구부의 직경은 상기 스타일러스 팁의 직경보다 더 작은,
    스타일러스 펜.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 개구부가 결합되어 있는 일단의 반대 측에서, 상기 가이드부에 결합되어 있는 제2 몸체부
    를 더 포함하는 스타일러스 펜.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 가이드부가 결합되어 있는 일단의 반대 측에서, 상기 제2 몸체부에 결합되어 있고, 내부에서 상기 도전성 와이어와 전기적으로 연결되어 있는 제3 가이드부, 그리고
    상기 제2 몸체부가 결합되어 있는 일단의 반대 측에서, 상기 제3 가이드부에 결합되어 있는 제3 몸체부
    를 더 포함하는 스타일러스 펜.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제2 몸체부는,
    상기 가이드부에 전기적으로 연결되고, 상기 제2 몸체부의 외면에서 노출되는 적어도 하나의 도전부를 포함하는,
    스타일러스 펜.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 와이어가 상기 스타일러스 팁으로부터 분리되지 않도록, 상기 스타일러스 팁에 결합된 상기 도전성 와이어의 일부의 형태가 상기 도전성 와이어의 다른 일부의 형태와 상이한,
    스타일러스 펜.
  11. 금형부의 삽입구를 통해, 도전성 와이어를 성형 공간 내에 배치하는 단계,
    상기 금형부의 주입구를 통해, 상기 성형 공간에 용융물을 주입하여 상기 도전성 와이어의 일단에 스타일러스 팁을 성형하는 단계,
    상기 스타일러스 팁이 결합된 상기 도전성 와이어를 상기 금형부로부터 탈형하는 단계, 그리고
    제1 몸체부의 제1 개구부에 상기 도전성 와이어를 삽입하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제1 개구부의 직경은 상기 스타일러스 팁의 직경보다 더 작은,
    스타일러스 펜 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 도전성 와이어를 삽입한 후에, 상기 제1 몸체부의 제2 개구부에 제1 가이드부를 삽입하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제1 가이드부는 상기 제2 개구부에 삽입될 때 상기 도전성 와이어가 삽입되는 관통홀과 제1 공동, 및 외면의 일부에 형성되어 있는 제1 결합부를 포함하는,
    스타일러스 펜 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 가이드부를 삽입한 후에, 상기 도전성 와이어의 적어도 일 부분을 변형하는 단계를 더 포함하고,
    상기 적어도 일 부분의 폭은 상기 관통홀의 직경보다 더 큰,
    스타일러스 펜 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    제2 가이드부를 상기 제1 몸체부의 제2 개구부에 결합하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제2 가이드부는 상기 제1 가이드부가 삽입되는 제2 공동, 상기 제2 공동의 내면에 형성되어 상기 제1 결합부와 결합하는 제2 결합부, 상기 제2 개구부에 삽입되는 제3 결합부, 및 상기 제3 결합부의 반대 측에 위치하는 제4 결합부를 포함하는,
    스타일러스 펜 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 가이드부를 상기 제1 몸체부의 제2 개구부에 결합한 후에, 상기 도전성 와이어의 상기 적어도 일 부분이 상기 제1 공동 중 상기 관통홀 주변의 영역에 접촉하도록, 상기 제1 가이드부의 상기 제1 결합부를 상기 제2 가이드부의 상기 제2 결합부에 결합하는 단계
    를 더 포함하는 스타일러스 펜 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 가이드부의 상기 제1 결합부를 상기 제2 가이드부의 상기 제2 결합부에 결합한 후에, 제2 몸체부를 상기 제2 가이드부의 제4 결합부에 결합하는 단계
    를 더 포함하는 스타일러스 펜 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 스타일러스 팁이 결합된 상기 도전성 와이어를 상기 금형부로부터 탈형하는 단계는, 상기 도전성 와이어를 스타일러스 팁이 성형 공간으로부터 이격되는 방향으로 가압하는 단계를 포함하는,
    스타일러스 펜 제조 방법.
  18. 도전성을 갖는 0.5mm 내지 3mm의 직경의 스타일러스 팁,
    상기 스타일러스 팁에 일단이 결합되어 있으며, 20mm 이상의 길이를 갖는 도전성 와이어,
    상기 도전성 와이어가 삽입되어 있는 관통홀 및 외면에 형성되어 있는 제1 결합부를 포함하고, 도전성을 갖는 제1 가이드부, 그리고
    사용자가 파지할 수 있는 외면, 상기 제1 가이드부가 삽입되는 공동, 및 상기 공동의 내측에 형성되어 상기 제1 결합부에 결합되는 제2 결합부를 포함하는 제2 가이드부
    를 포함하는 스타일러스 펜.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 도전성 와이어의 일부분의 폭은 상기 관통홀의 직경보다 더 큰,
    스타일러스 펜.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 스타일러스 팁과 상기 외면 사이의 거리가 20mm 이상인,
    스타일러스 펜.
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