KR102088339B1 - 힘센서를 포함하는 터치패드 및 이를 이용한 입력 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저면에 스위치 및 힘센서를 포함하는 터치패드 및 이를 이용한 입력방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 외부 가압이 인가되는 터치패드 상면 주변의 저면을 지지하는 지지수단을 포함하고, 스위치와 힘센서의 작동으로 다양한 UI(User Interface)의 구현이 가능한 힘센서를 포함하는 터치패드 및 이를 이용한 입력방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 힘센서를 포함하는 터치패드는, 케이스와, 케이스 상에 구비되어 상면에 가해지는 외부 입력에 의해 터치신호를 발생시키는 터치패드와, 터치패드의 하면에 배치되어 스위치누름단자에 의하여 온(on) 동작하는 스위치와, 터치패드의 하부에 배치되어 스위치가 오프(off)되도록 터치패드를 원복하는 복원부 및 터치패드의 하부에 배치되는 힘센서를 포함한다.

Description

힘센서를 포함하는 터치패드 및 이를 이용한 입력 방법 {TOUCH PAD HAVING FORCE SENSOR AND INPUT METHOD USING THE SAME}
본 발명은 저면에 스위치 및 힘센서를 포함하는 터치패드 및 이를 이용한 입력방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 외부 입력이 인가되는 터치패드 주변의 저면을 지지하는 지지수단을 포함하고, 스위치와 힘센서의 작동으로 다양한 UI(User Interface)의 구현이 가능한 힘센서를 포함하는 터치패드 및 이를 이용한 입력방법에 관한 것이다.
휴대용 단말기, 노트북, 스마트폰, 스마트패드, TV의 리모콘, 스마트TV 등 사용자에게 정보를 제공하는 다양한 종류의 디스플레이어가 사용되고 있다. 이러한 디스플레이어에는 터치패널이나 터치패드 또는 입력키 등의 입력장치가 장착되어 디스플레이어 화면에 정보입력이 가능하도록 구성된다.
특히 스마트폰 또는 스마트패드 제품은 터치스크린의 저면에 힘센서를 장착하여 터치스크린 상면에 인가되는 압력에 따라 글자 크기를 조절하는 용도로 쓰이고 있으나, 터치펜 등의 수단을 이용하여 물체로 터치스크린의 상면에 힘을 가하게 되면, 압력의 유무가 명확히 인식되지 않는 단점이 있으므로 사용자의 직관성을 확보하기 어려운 문제점이 있다.
또한 터치패드 제품에 힘센서, 압력센서 등을 내장하여 힘의 압력에 따라 글자의 서체 크기 조절, 다단계 클릭, 이동 속도 조절 등 다양한 UI를 구현함에 있어서, 다양한 UI구현의 기준이 되는 기본적인 힘이 인가되었는지의 여부를 사용자가 쉽게 파악하지 못하여 직관성이 확보되지 못하므로, 사용자는 다양한 UI구현을 위한 인가압력의 조절에 어려운 문제점이 있고, 실행키의 온오프(on, off)인식이 불명확하여 다양한 응용의 구현이 어려운 단점이 있다.
대한민국공개특허공보 10-2010-0007146
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 터치패드의 전 면적에 대하여 힘센서와 스위치의 작동을 구현하기 위하여 터치패드 저면에 힘센서와 스위치를 배치하고, 사용자가 힘센서와 스위치의 작동신호를 구분하거나 병행하여 사용할 수 있는 힘센서를 포함하는 터치패드 및 이를 이용한 입력방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 힘센서를 포함하는 터치패드는, 케이스와, 케이스 상에 구비되어 상면에 가해지는 외부 입력에 의해 터치신호를 발생시키는 터치패드와, 터치패드의 하면에 배치되어 스위치누름단자에 의하여 온(on) 동작하는 스위치와, 터치패드의 하부에 배치되어 스위치가 오프(off)되도록 터치패드를 원복하는 복원부 및 터치패드의 하부에 배치되는 힘센서를 포함한다.
또한, 본 발명에 의한 힘센서를 포함하는 터치패드는 스위치 누름단자와 대향되어 배치되는 돌출부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 복원부는 외부 입력에 의하여 아래 방향으로 절곡되는 터치패드를 지지하는 지지부와, 터치패드의 하면에 접촉되어 형성되는 안착부 및 지지부와 안착부를 연결하는 탄성편을 포함한다.
상기 지지부는 터치패드를 기준으로 안착부의 하부에 배치된다.
상기 지지부와 상기 터치패드의 하면과의 이격거리는 상기 스위치누름단자의 눌림거리보다 크도록 설치된다.
상기 힘센서는 상기 터치패드의 하부에 배치되며, 상기 스위치누름단자의 하면에 배치되거나, 상기 지지부의 상면과 상기 터치패드의 하면 사이에 배치된다.
본 발명에 의한 힘센서를 포함하는 터치패드를 이용하는 입력 방법은, 터치패드에 외력에 의한 가압이 인가되는 단계와, 상기 스위치가 상기 외력에 의한 가압에 의하여 클릭신호를 발생시키는지 판단하는 단계 및 상기 스위치의 클릭신호 발생 여부에 따라 힘센서 신호를 발생시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 의한 힘센서를 포함하는 터치패드 및 이를 이용한 입력방법을 이용하면, 사용자가 터치패드 전 면적에 걸쳐 외부압력을 인가하더라도 터치패드 하부에 장착된 스위치가 동작하여 사용자에게 클릭감을 전달하고, 클릭감이 구현된 터치패드 상의 좌표 위치에 대하여 동시에 힘센서도 작동할 수 있으며, 사용자가 용이하게 힘센서와 스위치의 작동을 구분 또는 병행하여 사용할 수 있도록 하여 사용자의 직관성을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 스위치를 포함하는 터치패드의 측단면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 힘센서를 포함하는 터치패드의 측단면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 힘센서를 포함하는 터치패드의 복원부를 도시하는 확대도이다.
도 4는 본 발명에 의한 힘센서를 포함하는 터치패드의 제1실시예이다.
도 5는 본 발명에 의한 힘센서를 포함하는 터치패드의 제2실시예이다.
도 6은 본 발명에 따른 힘센서를 포함하는 터치패드를 이용한 입력방법의 순서도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 힘센서를 포함하는 터치패드 및 이를 이용한 입력방법의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 종래 기술에 따른 스위치를 포함하는 터치패드의 측단면도이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 스위치를 포함하는 터치패드는 상면이 개방된 케이스(40)와, 상기 케이스의 상면에 배치되는 터치패드와 상기 터치패드의 커버(10)와, 상기 터치패드의 하면에 배치되는 스위치(20) 및 상기 스위치(20)의 온, 오프 작동과 연계되는 스위치누름단자(21)를 포함하여 구성된다.
종래 기술에 따른 터치패드의 상면에서 클릭키를 누르는 경우, 터치패드에 가압이 인가되는 지점 일부에만 클릭이 구현되고 전면적인 클릭이 용이하지 않은 단점이 있다. 또한, 터치가 이루어지는 지점에 대하여만 클릭감이 작동하면 이러한 기구구조에 힘센서를 추가하는 경우에는 터치패드의 전 면적에서 힘센서와 스위치를 동시에 구현하기가 용이하지 않은 단점이 있다.
도 2는 본 발명에 의한 힘센서를 포함하는 터치패드의 측단면도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명에 의한 힘센서를 포함하는 터치패드의 제1 및 제2실시예이다.
본 발명에 의한 힘센서를 포함하는 터치패드는 케이스(400)와, 상면에 가해지는 외부 입력에 의해 터치신호를 발생시키는 터치패드(110)와, 상기 터치패드(110)의 하면에 배치되는 스위치(200)와, 상기 터치패드(110)를 원복하는 복원부(300) 및 상기 터치패드(110)의 하부에 배치되는 힘센서(500)를 포함한다.
상기 케이스(400)는 상면에 개방된 형태로서, 상기 케이스의 상면에는 터치패드(110) 및 커버(100)가 배치된다. 상기 터치패드(100)의 상면에는 터치펜 또는 사람의 손가락에 의한 외부 입력이 인가되고, 상기 터치패드(100)는 상기 외부 입력에 의하여 터치신호를 발생시키게 된다. 또한, 상기 스위치(200)는 택트스위치 또는 돔스위치로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 복원부(300)는 상기 터치패드(110)의 하부에 배치되어, 상기 외부 입력이 더 이상 인가되지 않는 경우에 상기 터치패드(110)를 수평방향으로 지지하여 상기 외부 입력이 인가되기 전의 상태로 원복시키는 역할을 하여, 상기 스위치(200)가 오프(off)되도록 구성된다.
즉, 상기 복원부(300)를 구비함으로써, 상기 스위치(200)가 클릭된 후 상기 터치패드(110)가 용이하게 복원이 되지 않음으로써 발생되는 사용자의 원하지 않는 클릭신호 발생 또는 힘센서의 신호 발생을 방지하는 효과가 있다.
상기 힘센서(500)는 스트렌게이지 방식의 힘센서 등으로 구성될 수 있고, FPCB(Flexible PCB)형태로 구성되는 바 일반적인 택트스위치에 비교하여 볼 때 높이와 넓이가 작아서 택트스위치와 결합이 용이한 장점이 있다.
상기 케이스(400)의 밑면에는 상기 터치패드(110)의 하면 방향으로 형성되는 돌출부(430)가 더 포함되며, 상기 돌출부(430)는 상기 스위치 누름단자(210)와 대향되어 배치됨으로써, 상기 외부 입력의 인가에 의하여 상기 스위치 누름단자(210)를 누르며 상기 스위치(200)를 온(on) 동작 시키게 된다.
도 3은 본 발명에 의한 힘센서를 포함하는 터치패드의 복원부를 도시하는 확대도이다.
상기 복원부(300)는 상기 외부 입력에 의하여 아래 방향으로 절곡되는 터치패드를 지지하는 지지부(330)와, 상기 터치패드(110)의 하면에 접촉되어 형성되는 안착부(310) 및 상기 지지부(300)와 안착부(310)를 연결하는 탄성편(350)을 포함하여 구성된다.
즉, 상기 지지부(330)는 상기 케이스(400)의 하면과는 접촉하고, 상기 외부 입력이 일정 정도 이상 입력되는 경우 상기 터치패드(110)의 하면과 접촉되어 상기 터치패드(110)를 지지한다. 즉, 상기 외부 입력이 일정 정도 이상 입력되지 않는 경우에는, 상기 지지부(330)의 상면과 상기 터치패드(110)의 하면은 일정 거리(h2) 이격되어 형성된다.
또한, 상기 지지부(330)는 상기 터치패드(110)의 하면을 기준으로 상기 안착부(310)보다 아래에 배치되어 형성된다.
이 때, 상기 탄성편(350)은 상기 안착부(310) 및 지지부(330)를 연결하고, 상기 외부 입력이 인가되었다가 더 이상 인가되지 않을 경우 상기 지지부(330)의 상면과 상기 터치패드(110)의 하면을 탄성력에 의하여 이격시킴으로써, 상기 터치패드(110)를 원복시킨다.
상기 지지부(330)와 상기 터치패드(110)의 하면과의 이격거리(h2)는 상기 스위치누름단자(210)가 상기 돌출부(430)에 의하여 눌려지는 상기 스위치누름단자(210)의 눌림거리(h1)보다 크도록 형성된다.
즉, 상기 스위치(200)가 클릭되기 위한 상하거리(h1)는 상기 지지부(330)와 상기 터치패드(110)사이의 간격(h2)보다 작으므로, 상기 외부 입력에 의하여 상기 스위치(200)가 클릭되어질 때 까지는 상기 터치패드(110)가 하강하면서 작동되고, 상기 터치패드(110)의 하강거리가 상기 지지부(330)와 상기 터치패드(110)사이의 간격(h2)에 이르게 되면 상기 지지부(330)의 상면과 상기 터치패드(110)의 하면이 접촉되며 상기 지지부(330)는 상기 터치패드(110)의 하강을 저지하게 된다.
그리고, 상기 외부 입력이 인가되다가 더 이상 인가되지 아니하는 경우, 상기 지지부(330) 및 터치패드(110)는 상기 탄성편(350)의 탄성력에 의하여 이격되게 된다.
상기 힘센서(500)는 상기 터치패드(110)의 하부에 배치되어, 제1실시예로는 상기 힘센서(500)가 상기 스위치누름단자(210)의 하면에 배치되고, 제2실시예로는 상기 힘센서(500)가 상기 지지부(330)의 상면과 상기 터치패드(110)의 하면 사이에 배치된다.
도 4는 본 발명에 의한 힘센서를 포함하는 터치패드의 제1실시예를 도시하고, 도 4를 참조하면 상기 힘센서(500)는 상기 스위치누름단자(210)의 하면에 부착되어, 상기 스위치(200)에 인가되는 외부 입력 힘의 세기와 방향을 동일하게 인가받게 된다.
도 5는 본 발명에 의한 힘센서를 포함하는 터치패드의 제2실시예를 도시하고, 도 5를 참조하면 상기 힘센서(500)는 상기 지지부(330)에 부착되는 경우, 상기 상기 외부 입력이 인가되는 경우 상기 스위치(200)가 클릭신호를 수반하며 지지하고, 상기 스위치(200)와 방사형으로 배열된 지지부(330)에 부착되는 힘센서(500)가 작동한다.
도 6은 본 발명에 따른 힘센서를 포함하는 터치패드를 이용한 입력방법의 순서도이다.
본 발명에 따른 힘센서를 포함하는 터치패드를 이용한 입력방법은 케이스(400)와, 상기 케이스(400) 상에 구비되어 상면에 가해지는 외부 입력에 의해 터치신호를 발생시키는 터치패드(110)와, 상기 터치패드(110)의 하면에 배치되어 스위치누름단자(210)에 의하여 온(on) 동작하는 스위치(200)와, 상기 터치패드(110)의 하부에 배치되어 상기 스위치(200)가 오프(off)되도록 상기 터치패드(110)를 원복하는 복원부(300) 및 상기 터치패드(110)의 하부에 배치되는 힘센서(500)를 포함하는 터치패드를 이용한 입력 방법으로서, 상기 터치패드(110)에 외력에 의한 가압이 인가되는 단계(S10)와, 상기 스위치(200)가 상기 외력에 의한 가압에 의하여 클릭신호를 발생시키는지 판단하는 단계(S20)와, 및 상기 스위치(200)의 클릭신호 발생 여부에 따라 힘센서 신호를 발생시키는 단계(S30, S40)를 포함한다.
즉, 본 발명에 따르면 상기 터치패드(110)에 상기 외부 입력이 인가되었을 때, 상기 외부 입력이 설정 압력 이상으로 상기 터치패드(110)에 수직으로 가해지면 상기 터치패드(110) 저면에 배치된 상기 스위치(200)의 클릭신호가 발생한 이후 상기 힘센서(500)의 작동 및 상기 외부 입력이 설정 압력 미만으로 상기 터치패드(110)에 수직으로 가해지면 상기 터치패드(110) 저면에 배치된 상기 스위치(200)의 클릭신호가 발생하지 않은 상태에서 상기 힘센서(500)의 작동에 대하여 구현이 가능하다.
이 때, 사용자는 상기 스위치(200)에 의하여 클릭감을 감지할 수 있어 사용자 직관성이 향상되는 효과가 있고, 상기 힘센서(500)의 작동에 의하여 글씨체의 굵기 등을 조절할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 힘센서를 포함하는 터치패드를 이용한 입력방법은 마우스 커서이동, 스크롤, 방향키 등에 적용되어 속도 조절 기능을 구현할 수 있으며, 마우스 커서를 이동하다가 일정 압력 이상의 외부 입력을 가함으로써 커서를 계속 이동시키거나, 스크롤 또는 방향키의 작동 시 상기 스위치(200)의 클릭신호가 발생하는 순간부터 포인터가 움직이고, 상기 포인터가 움직이는 시점에서부터 상기 힘센서(500)가 병행 작동하여, 상기 터치패드(110)에 인가되는 외부 입력의 세기에 따라 포인터의 이동속도를 용이하게 조절 가능하도록 구현될 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 커버 20: 스위치
21: 스위치누름단자 40: 케이스
100: 커버 110: 터치패드
200: 스위치 210: 스위치누름단자
300: 복원부 310: 안착부
330: 지지부 350: 탄성편
400: 케이스 430: 돌출부
500: 힘센서

Claims (9)

  1. 케이스(400);
    상기 케이스(400) 상에 구비되어, 상면에 가해지는 외부 입력에 의해 터치신호를 발생시키는 터치패드(110);
    상기 터치패드(110)의 하면에 배치되어 스위치누름단자(210)에 의하여 온(on) 동작하는 스위치(200);
    상기 터치패드(110)의 하부에 배치되어 상기 스위치(200)가 오프(off)되도록 상기 터치패드(110)를 원복하는 복원부(300); 및
    상기 터치패드(110)의 하부에 배치되는 힘센서(500)
    를 포함하고,
    상기 복원부(300)는 상기 외부 입력에 의하여 아래 방향으로 절곡되는 터치패드를 지지하는 지지부(330);
    상기 터치패드(110)의 하면에 접촉되어 형성되고, 상기 지지부(330)보다 터치패드(110)에 가깝게 배치되는 안착부(310); 및
    상기 지지부(330)와 안착부(310)를 연결하는 탄성편(350)을 포함하는 것을 특징으로 하는 힘센서를 포함하며,
    상기 지지부(330)와 상기 터치패드(110)의 하면과의 이격거리는 상기 스위치누름단자(210)의 눌림 거리보다 크며,
    상기 힘센서(500)는 상기 지지부(330)의 상면과 상기 터치패드(110)의 하면 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 힘센서를 포함하는 터치패드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스위치 누름단자(210)와 대향되어 배치되는 돌출부(430)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 힘센서를 포함하는 터치패드.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
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  9. 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항의 터치패드를 이용한 입력방법에 있어서,
    상기 터치패드(110)에 외력에 의한 가압이 인가되는 단계(S10);
    상기 스위치(200)가 상기 외력에 의한 가압에 의하여 클릭신호를 발생시키는지 판단하는 단계(S20); 및
    상기 스위치(200)의 클릭신호 발생 여부에 따라 힘센서 신호를 발생시키는 단계(S30, S40)
    를 포함하는 입력 방법.
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