KR102241424B1 - 에너지 하베스팅 기반의 컨트롤러 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러 장치는 메인프레임; 메인프레임에 회동가능하게 결합되는 적어도 두 개 이상의 버튼모듈; 버튼모듈이 클릭되면 전기 에너지를 생산하는 발전부; 버튼모듈과 발전부 사이에 배치되어, 버튼모듈에 대한 클릭에 따라 압력을 발전부로 전달하는 압력전달유닛; 발전부가 생산한 전기 에너지를 이용하여 버튼모듈의 클릭을 감지하는 센서부; 및 센서부에서 감지된 버튼모듈의 클릭 신호를 외부로 송신하는 송신부를 포함하며, 버튼모듈은 일측에 회동 중심이 되는 회동부를 포함하고, 압력전달유닛은 회동부와 이격 배치되어 버튼모듈에 대한 클릭 발생시 회동부를 지렛대로 하여 압력을 발전부로 제공하는 것인, 컨트롤러 장치를 제공하고자 한다.

Description

에너지 하베스팅 기반의 컨트롤러 장치{ENERGY HARVESTING-BASED CONTROLLER DEVICE}

본 발명은 컨트롤러 장치에 관한 것으로서, 구체적으로 에너지 하베스팅을 이용하는 컨트롤러 장치에 관한 것이다.

최근 에너지 절약을 위해 '에너지 하베스팅(energy harvesting)'이 새로운 해결책으로 급부상하고 있다. 에너지 하베스팅이란 버려지는 에너지를 수집해 전기 에너지로 바꿔 쓰는 기술이다. 가령, 집이나 사무실 조명에서 발생하는 빛에너지, 사람이 걸을 때마다 발바닥이 바닥을 누르는 압력에너지 등의 일상생활에서 소모되는 에너지를 전기 에너지로 재생산하는 기술이 에너지 하베스팅의 일종이 될 수 있다.

현재, 이러한 에너지 하베스팅을 이용하는 컨트롤러 장치가 출시되고 있는데, 보통 한 개의 버튼으로만 구성되어 있어 많은 기능을 가지는 전자기기를 제어하기에는 한계가 있었다.

또한, 이러한 에너지 하베스팅 기반의 소형 컨트롤러 장치는 버튼을 클릭하는 데 필요한 힘이 너무 커서, 통상의 사람들이 사용하는 것에 불편함이 있었다.

또한, 컨트롤러 장치의 구조적 문제점으로 인하여 접촉불량이 발생하고, 버튼을 클릭하는 동작만으로 에너지 하베스팅을 수행하면서 클릭 신호를 감지하고 이를 송신하는 일련의 과정이 제대로 수행되지 않는 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허공보 제10-2012-0068348호 (발명의 명칭: 압전 에너지 하베스팅 장치)

본 발명에 따른 컨트롤러 장치는 복수개의 버튼을 포함하여 전자기기의 다양한 기능을 제어할 수 있도록 하고자 한다.

본 발명에 따른 컨트롤러 장치는 버튼을 클릭하는 압력이 에너지 하베스팅 소자에 수월하게 전달되도록 하고자 한다.

본 발명에 따른 컨트롤러 장치는 버튼의 클릭을 감지하는 센서에서 발생하는 접촉 및 인식 불량 문제를 해결하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러 장치는 메인프레임; 메인프레임에 회동가능하게 결합되는 적어도 두 개 이상의 버튼모듈; 버튼모듈이 클릭되면 전기 에너지를 생산하는 발전부; 버튼모듈과 발전부 사이에 배치되어, 버튼모듈에 대한 클릭에 따라 압력을 발전부로 전달하는 압력전달유닛; 발전부가 생산한 전기 에너지를 이용하여 버튼모듈의 클릭을 감지하는 센서부; 및 센서부에서 감지된 버튼모듈의 클릭 신호를 외부로 송신하는 송신부를 포함하며, 버튼모듈은 일측에 회동 중심이 되는 회동부를 포함하고, 압력전달유닛은 회동부와 이격 배치되어 버튼모듈에 대한 클릭 발생시 회동부를 지렛대로 하여 압력을 발전부로 제공하는 것인, 컨트롤러 장치를 제공하고자 한다.

본 실시예에 있어서, 압력전달유닛은 제1버튼모듈 및 제2버튼모듈과 발전부의 사이에 배치되는 것인, 컨트롤러 장치를 제공할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 버튼모듈이 클릭된 후에 압력전달유닛의 배치상태를 복원시키는 제1탄성지지유닛을 더 포함하는, 컨트롤러 장치를 제공할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 메인프레임에 결합되는 서브프레임을 더 포함하며, 제1탄성지지유닛은 일단부가 서브프레임에 연결되고 타단부가 압력전달유닛에 연결되는, 컨트롤러 장치를 제공할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 버튼모듈은 발전부를 향하는 방향으로 돌출된 메인돌출부를 포함하며, 메인돌출부는 버튼모듈이 클릭되면 발전부를 향하는 방향으로 압력전달유닛을 가압하는, 컨트롤러 장치를 제공할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 버튼모듈과 센서부 사이에 배치되어 버튼모듈의 클릭을 센서부로 전달하는 클릭전달유닛을 더 포함하는, 컨트롤러 장치를 제공할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 일단부가 버튼모듈에 연결되고 타단부가 클릭전달유닛에 연결되며, 버튼모듈이 클릭된 후에 클릭전달유닛의 배치상태를 복원시키는 제2탄성지지유닛을 더 포함하는, 컨트롤러 장치를 제공할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 일단부가 메인프레임의 바닥부를 향해 연장되며, 타단부는 제2탄성지지유닛에 연결되며, 버튼모듈을 지지하여 버튼모듈이 클릭될 때 복원력을 제공하는 탄성레그유닛을 더 포함하는, 컨트롤러 장치를 제공할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 메인프레임의 바닥부에 배치되며 상부에 제1경사면이 형성되는 레그지지부를 더 포함하며, 탄성레그유닛의 일단부에는 제1경사면에 대면하는 제2경사면이 형성되고, 버튼모듈이 가압되면 제2경사면이 상기 제1경사면에 접촉되어 슬라이딩가능한, 컨트롤러 장치를 제공할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 클릭전달유닛에 결합되어 센서부로 버튼모듈의 클릭 신호를 전달하는 전도유닛을 더 포함하는, 컨트롤러 장치를 제공할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 버튼모듈은 센서부를 향하는 방향으로 돌출된 서브돌출부를 포함하며, 서브돌출부는 버튼모듈이 클릭되면 센서부를 향하는 방향으로 클릭전달유닛을 가압하는, 컨트롤러 장치를 제공할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 회동부는 회동 중심축을 지지하는 회동편을 포함하고, 메인프레임은 메인프레임의 바닥부에 배치되어, 회동편의 하단부 일측을 지지하는 회동편지지부를 포함하며, 회동편의 하단부 일측은 절곡형성되되, 절곡된 부분이 회동편지지부에 접촉 지지되어 회동이 제한되는, 컨트롤러 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 메인프레임, 메인프레임에 회동가능하게 결합되는 적어도 두 개 이상의 버튼모듈, 버튼모듈이 클릭되면 전기 에너지를 생산하는 발전부, 버튼모듈과 발전부 사이에 배치되어 버튼모듈에 대한 클릭에 따라 압력을 발전부로 전달하는 압력전달유닛, 발전부가 생산한 전기 에너지를 이용하여 버튼모듈의 클릭을 감지하는 센서부를 포함하며, 버튼모듈은 일측에 회동 중심이 되는 회동부를 포함하고, 압력전달유닛은 회동부와 이격 배치되어 버튼모듈에 대한 클릭 발생시 회동부를 지렛대로 하여 압력을 발전부로 제공하는 클릭전달장치에 있어서, 버튼모듈과 센서부 사이에 배치되어 버튼모듈의 클릭을 센서부로 전달하는 클릭전달유닛; 일단부가 버튼모듈에 연결되고 타단부가 클릭전달유닛에 연결되어 클릭전달유닛의 배치상태를 유지시키는 제2탄성지지유닛; 및 일단부가 메인프레임의 바닥부를 향해 연장되고, 타단부는 제2탄성지지유닛에 연결되며, 버튼모듈을 지지하여 버튼모듈이 클릭될 때 복원력을 제공하는 탄성레그유닛을 포함하는, 클릭전달장치를 제공하고자 한다.

본 발명에 따른 컨트롤러 장치는 복수개의 버튼을 포함하고, 다양한 패턴의 버튼 클릭 방식을 적용하여 전자기기의 다양한 기능을 제어할 수 있다.

본 발명에 따른 컨트롤러 장치는 압력전달모듈을 포함하여 버튼을 클릭하는 압력이 에너지 하베스팅 소자에 수월하게 전달할 수 있다.

본 발명에 따른 컨트롤러 장치는 클릭전달모듈을 포함하여 버튼의 클릭을 감지하는 센서에서 발생하는 접촉 및 인식 불량 문제를 해결할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러 장치를 보여주는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러 장치를 보여주는 분리사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러 장치의 버튼모듈의 아랫면을 보여주는 배면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러 장치를 보여주는 측면투시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러 장치에서 버튼모듈을 제외한 모습을 보여주는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러 장치에서 버튼모듈을 제외한 모습을 보여주는 절단 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러 장치의 클릭전달모듈을 보여주는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 컨트롤러 장치에서 버튼모듈을 제외한 모습을 보여주는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 메인프레임을 보여주는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 버튼모듈을 보여주는 사시도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 버튼모듈의 회동부를 보여주는 측단면도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 클릭전달모듈을 보여주는 사시도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 클릭전달모듈을 보여주는 사시도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 메인프레임의 내부공간에 클릭전달모듈이 배치된 모습을 보여주는 사시도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 메인프레임의 내부공간에 클릭전달모듈이 배치된 모습을 보여주는 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 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.

본 발명은 컨트롤러 장치에 관한 것으로서, 구체적으로 에너지 하베스팅을 이용하는 컨트롤러 장치에 관한 것이다.

이하에서는, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러 장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러 장치(1)(또는, 클릭전달장치)를 보여주는 사시도이다. 도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러 장치(1)를 보여주는 분리사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러 장치(1)는 거치대(10), 메인프레임(20), 버튼모듈(30), 발전부(40), 제어모듈(50), 압력전달모듈(60), 클릭전달모듈(70)을 포함할 수 있다.

거치대(10)는 컨트롤러 장치(1)의 가장 아래쪽에 배치되어 메인프레임(20)을 거치하기 위한 것일 수 있다. 거치대(10)는 바닥이 평평하게 형성되고, 상부에는 메인프레임(20)이 안착되는 부분이 구비될 수 있다. 사용자가 컨트롤러 장치(1)를 사용할 때에는 거치대(10)에서 분리하여 사용할 수 있다.

메인프레임(20)은 내부에 수용공간이 구비되어 발전부(40), 제어모듈(50), 클릭전달모듈(70) 등의 부품을 수용하기 위한 프레임일 수 있다. 수용공간을 형성하는 메인프레임(20)의 아랫면인 바닥부(미도시)에는 발전부(40)와 제어모듈(50)이 설치되는 위치를 가이드하는 가이드 구조(21, 22)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 발전부(40)가 원판형으로 구비되는 경우에, 바닥부에 발전부(40)의 모양과 크기에 대응하는 원형의 아웃라인을 따라 돌출된 가이드 구조(21)가 형성될 수 있다. 또한, 제어모듈(50)이 사각형의 기판을 포함하는 경우에, 바닥부에 기판의 모양과 크기에 대응하는 절곡된 아웃라인을 따라 돌출된 가이드 구조(22)가 형성될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러 장치(1)의 버튼모듈(30)의 아랫면을 보여주는 배면도이다.

도 3을 참조하면, 버튼모듈(30)은 클릭되어 클릭 신호를 생성하기 위한 모듈일 수 있다. 버튼모듈(30)은 적어도 두개 이상 구비될 수 있다. 예를 들어 컨트롤러 장치(1)는 제1버튼모듈(31) 및 제2버튼모듈(32)을 포함할 수 있다. 제1버튼모듈(31)과 제2버튼모듈(32)은 메인프레임(20)의 수용공간의 상방을 커버하면서 서로 나란히 인접하게 배치될 수 있다. 버튼모듈(30)의 윗면은 사용자가 터치하는 부분일 수 있고, 아랫면은 메인프레임(20)의 바닥부에 대향되어 배치될 수 있다. 버튼모듈(30)은 메인프레임(20)에 회동가능하게 결합될 수 있다.

버튼모듈(30)은 회동부(33), 메인돌출부(34) 및 서브돌출부(35), 상부돌기부(36), 하부돌기부(37)를 포함할 수 있다.

회동부(33)는 버튼모듈(30)의 일측에 배치되어 회동 중심이 되는 것일 수 있다. 예를 들어, 회동부(33)는 버튼모듈(30)의 일측 아랫면에 돌출되어 후술할 회동 중심축(64)이 관통되는 회동홀(미도시)을 포함할 수 있다. 회동홀에 회동 중심축(64)이 삽입되어 버튼모듈(30)이 메인프레임(20)에 대하여 회동될 수 있는 것이다.

메인돌출부(34)는 버튼모듈(30)이 클릭되면 발전부(40)를 향하는 방향으로 압력전달유닛(62)을 가압하기 위한 부분일 수 있다. 메인돌출부(34)는 버튼모듈(30)의 아랫면에 발전부(40)를 향하는 방향으로 돌출 형성될 수 있다. 메인돌출부(34)는 제1버튼모듈(31)과 제2버튼모듈(32)의 아랫면에 각각 구비되며, 이들은 서로 인접하게 배치되어 돌출 형성될 수 있다. 예를 들어, 메인돌출부(34)는 제1버튼모듈(31)과 제2버튼모듈(32)의 아랫면에 각각 반원기둥형태로 돌출되어, 반원기둥의 기둥면이 서로 대향되어 전체적으로 원기둥의 형태를 만들 수 있다.

이러한 메인돌출부(34)와 압력전달유닛(62)은 회동부(33)와 결합되는 회동 중심축(64)을 회전축으로 하여 지렛대 원리에 따라 발전부(40)에 압력을 가하는 구조를 형성할 수 있다. 이로써, 사용자가 작은 힘으로 버튼모듈(30)을 클릭하여도 발전부(40)에 강한 압력이 작용되어 전기 에너지의 생산량이 증가할 수 있는 것이다.

서브돌출부(35)는 버튼모듈(30)이 클릭되면 센서부(미도시)를 향하는 방향으로 클릭전달유닛(71)을 가압하는 부분일 수 있다. 서브돌출부(35)는 버튼모듈(30)의 아랫면에 센서부를 향하는 방향으로 돌출된 것일 수 있다. 이로써, 버튼모듈(30)이 클릭되면 서브돌출부(35)가 후술할 클릭전달유닛(71)을 가압하여 클릭전달유닛(71)이 센서부 측으로 이동되면서 센서부가 클릭 신호를 감지하도록 할 수 있다.

상부돌기부(36)는 버튼모듈(30)의 윗면에 구비되며, 회동부(33)에서 버튼모듈(30)의 타측으로 이격된 부분에 형성될 수 있다. 제1버튼모듈(31)에 형성되는 상부돌기부(36)와 제2버튼모듈(32)에 형성되는 상부돌기부(36)의 모양이 타원기둥과 2개의 원기둥이 배열된 형태로 서로 다를 수 있는데, 이는 제1버튼모듈(31)과 제2버튼모듈(32)을 서로 구별하기 위함이다.

하부돌기부(37)는 버튼모듈(30)에 후술할 클릭전달모듈(70)을 결합하기 위한 부분일 수 있다. 예를 들어, 하부돌기부(37)는 버튼모듈(30)의 아랫면에 서브돌출부(35)와 인접하게 배치되어 돌출된 것으로 2개가 구비될 수 있다.

도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러 장치(1)를 보여주는 측면투시도이다.

도 4를 참조하면, 회동부(33)로부터 버튼모듈(30)의 타측을 항하여 이격된 거리는 발전부(40)가 센서부보다 가까울 수 있다. 다시 말하면, 회동부(33)로부터 발전부(40)가 이격된 거리(d1)가 회동부로부터 센서부가 이격된 거리(d2)보가 가까울 수 있다. 즉, 센서부가 발전부(40)보다 회동부(33)로부터 더 멀리 배치될 수 있다. 이에 대응하여, 버튼모듈(30)상에서 회동부(33)로부터 버튼모듈(30)의 타측을 향하는 방향으로 메인돌출부(34)가 이격된 거리는 서브돌출부(35)가 이격된 거리보다 가까울 수 있다. 이로써, 버튼모듈(30)에 가해지는 클릭 압력이 적절히 분배되고, 발전부(40)와 센서부에 전달되어 전기 에너지가 생성되면서 클린 신호를 정확하게 감지할 수 있는 것이다. 예를 들어, 사용자가 버튼모듈(30)을 클릭함에 따라 먼저 발전부(40)에 클릭 압력이 전달되고 그 후에 센서부에서 클릭 신호를 감지하여서, 발전부(40)에서 생산되는 전기 에너지를 이용하여 센서부에서 클릭 신호를 전기적으로 감지할 수 있다.

발전부(40)는 버튼모듈(30)이 클릭되면 전기 에너지를 생산하기 위한 것일 수 있다. 예를 들어, 발전부(40)는 원판형으로 형성된 압전소자일 수 있다. 여기서, 압전소자는 압전기 현상을 나타내는 소자이다. 압전기란 어떤 종류의 결정판에 일정한 방향에서 압력을 가하면 판의 양면에 외력에 비례하는 양·음의 전하가 나타나는 현상이다. 압전소자의 대표적인 예로는 수정, 전기석, 로셸염 등이 있다. 발전부(40)는 메인프레임(20)의 가이드 구조(21) 상에 배치되며, 그의 중앙부분의 상방에 압력전달유닛(62)이 배치될 수 있다.

제어모듈(50)은 발전부(40)가 생산한 전기 에너지를 이용하여 컨트롤러 장치(1)의 클릭 신호를 제어하기 위한 모듈일 수 있다. 제어모듈(50)은 발전부(40)와 전기적으로 연결된 기판 상에 센서부, 송신부(미도시), 프로세서(미도시), 메모리(미도시) 등이 포함된 것일 수 있다.

센서부는 버튼모듈(30)의 클릭을 감지하기 위한 것일 수 있다. 예를 들어 센서부는 전도성 물질이 접촉되면 이를 감지하여 전기적 신호를 생성하는 접촉 센서 또는 터치 센서로서 용량변화식, 저항변화식, 광량변화식 등의 방식으로 작동되는 것일 수 있다. 센서부는 기판 상에서 클릭전달모듈(70)의 하방에 배치될 수 있다.

송신부는 센서부에서 감지된 버튼모듈(30)의 클릭 신호를 전자기기로 송신하기 위한 것일 수 있다. 송신부는 전자기기의 수신부와 연동하여 클릭 신호의 송신을 수행할 수 있다. 여기서, 송신부는 다른 네트워크 장치와 유무선 연결을 통해 제어 신호 또는 데이터 신호와 같은 신호를 송수신하기 위해 필요한 하드웨어 및 소프트웨어를 포함하는 장치일 수 있다. 예를 들어 송신부는 블루투스 모듈을 포함할 수 있다.

한편, 전자기기는 컨트롤러 장치(1)의 송신부로부터 송신되는 클릭 신호를 수신하여 작동하는 기기를 통칭하는 것일 수 있다. 예를 들어, 냉장고, 세탁기, 컴퓨터 등의 가전기기, 전등, 스텐드 등의 조명기기뿐만 아니라 클릭 신호를 수신하여 플러그로 전기에너지의 공급을 온/오프하는 콘센트와 같은 기기도 포함할 수 있다. 한편, 전자기기는 상술한 것들에 한정되는 것은 아니며, 전기적으로 작동하는 다양한 기기들을 포함할 수 있다.

프로세서는 컨트롤러 장치(1)의 클릭 신호의 송신을 제어하기 위한 것일 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 사용자가 버튼모듈(30)을 클릭하는 패턴에 따라 다른 클릭 신호의 송신을 제어할 수 있다. 여기서, 프로세서는 프로세서(processor)와 같이 데이터를 처리할 수 있는 모든 종류의 장치를 포함할 수 있다. 여기서, '프로세서(processor)'는, 예를 들어 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령으로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는, 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다. 이와 같이 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치의 일 예로서, 마이크로프로세서(microprocessor), 중앙처리장치(central processing unit: CPU), 프로세서 코어(processor core), 멀티프로세서(multiprocessor), ASIC(application-specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array) 등의 처리 장치를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

메모리는 버튼모듈(30)의 클릭 신호 패턴이 기록될 수 있다. 또한, 메모리는 프로세서가 처리하는 데이터를 일시적 또는 영구적으로 저장하는 기능을 수행할 수 있다. 여기서, 메모리는 휘발성 저장 매체(volatile storage media) 또는 비휘발성 저장 매체(non-volatile storage media)를 포함할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러 장치(1)에서 버튼모듈(30)을 제외한 모습을 보여주는 평면도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러 장치(1)에서 버튼모듈(30)을 제외한 모습을 보여주는 절단 사시도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 압력전달모듈(60)은 버튼모듈(30)이 클릭되면서 생성되는 클릭 압력을 발전부(40)에 전달하기 위한 모듈일 수 있다.

압력전달모듈(60)은 서브프레임(61), 압력전달유닛(62), 제1탄성지지유닛(63), 회동 중심축(64), 벽부(65)를 포함할 수 있다.

서브프레임(61)은 메인프레임(20)에 압력전달유닛(62)을 결합하기 위한 것일 수 있다. 서브프레임(61)은 메인프레임(20)의 둘레모양으로 연장형성될 수 있다. 또한, 서브프레임(61)은 그 둘레를 따라 후크부(미도시)가 복수 개 구비되어 이들이 메인프레임(20)에 형성된 후크홈에 삽입되는 방식으로 메인프레임(20)에 결합될 수 있다. 또한 서브프레임(61)의 일측에는 버튼모듈(30)의 회동홀에 삽입되는 회동 중심축(64)이 형성될 수 있으며, 타측에는 상방으로 소정 높이로 돌출되는 벽부(65)가 형성되어 외부에서 컨트롤러 장치(1)의 내부가 보이는 것을 방지할 수 있다.

압력전달유닛(62)은 버튼모듈(30)의 클릭 압력을 발전부(40)로 전달하기 위한 유닛일 수 있다. 압력전달유닛(62)은 납작한 원기둥의 형상으로 형성될 수 있다. 압력전달유닛(62)은 제1버튼모듈(31) 및 제2버튼모듈(32)과 발전부(40)의 사이에 배치될 수 있다. 압력전달유닛(62)은 제1버튼모듈(31)과 제2버튼모듈(32)의 클릭 압력을 발전부(40)로 전달할 수 있도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 압력전달유닛(62)은 원판형의 압전소자로 구비되는 발전부(40)의 중앙 부분의 상방에 배치되면서, 제1버튼모듈(31)과 제2버튼모듈(32)의 메인돌출부(34)의 하방에 배치될 수 있다. 이로써, 제1버튼모듈(31)과 제2버튼모듈(32) 각각의 메인돌출부(34)가 압력전달유닛(62)의 윗면의 일부분을 가압하더라도 압력전달유닛(62)의 아랫면이 전부 발전부(40)에 접촉되어 확산된 범위에 압력을 전달할 수 있는 것이다.

제1탄성지지유닛(63)은 버튼모듈(30)이 클릭된 후에 압력전달유닛(62)의 배치상태를 복원시키기 위한 유닛일 수 있다. 제1탄성지지유닛(63)은 일단부가 서브프레임(61)에 연결되고 타단부가 압력전달유닛(62)에 연결될 수 있다. 제1탄성지지유닛(63)은 탄성을 가지는 길이부재가 여러 번 굴곡져서 형성되는 것일 수 있다. 이러한 구조로 인하여 제1탄성지지유닛(63)의 탄성복원력과 내구성이 우수하여, 압력전달유닛(62)을 견고하게 탄성지지할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러 장치(1)의 클릭전달모듈(70)을 보여주는 사시도이다.

도 7을 참조하면, 클릭전달모듈(70)은 버튼모듈(30)의 클릭 신호를 센서부로 전달하기 위한 것일 수 있다.

클릭전달모듈(70)은 클릭전달유닛(71), 제2탄성지지유닛(72), 탄성레그유닛(73), 버튼연결유닛(74), 전도유닛(75)을 포함할 수 있다.

클릭전달유닛(71)은 버튼모듈(30)과 센서부 사이에 배치되어 버튼모듈(30)의 클릭을 센서부로 전달하기 위한 유닛일 수 있다. 클릭전달유닛(71)은 원기둥의 형태로 형성되어 그의 상부에는 오목한 홈이 형성되고 이부분을 버튼모듈(30)의 서브돌출부(35)가 가압할 수 있다. 또한 그의 하부에도 오목한 홈이 형성되고, 여기에 전도유닛(75)이 삽입되어 결합될 수 있다.

제2탄성지지유닛(72)은 버튼모듈(30)이 클릭된 후에 클릭전달유닛(71)의 배치상태를 복원시키기 위한 유닛일 수 있다. 클릭전달유닛(71)은 일단부에는 버튼연결유닛(74)이 형성되어 버튼모듈(30)에 연결되고 타단부가 클릭전달유닛(71)에 연결될 수 있다. 제2탄성지지유닛(72)은 길이부재가 여러 번 굴곡되어 형성될 수 있다. 이로써 우수한 탄성력과 내구성을 제공할 수 있다.

한편, 컨트롤러 장치(1)가 복수 개의 버튼모듈(31, 32)을 포함하는 경우에, 하나의 버튼모듈(31)이 클릭되면 이들을 하방에서 일부 지지하는 판형의 발전부(40)가 눌리면서, 인접하게 배치된 다른 하나의 버튼모듈(32)도 하방으로 이동되어 클릭되는 현상이 발생할 수 있다.

이를 방지하기 위하여, 클릭전달모듈(70)이 탄성레그유닛(73)을 포함하며, 탄성레그유닛(73)은 버튼모듈(30)을 지지하여 버튼모듈(30)이 클릭될 때 복원력을 제공하고, 클릭 되지 않은 버튼모듈(30)이 하방으로 이동되지 않게 지지할 수 있다. 탄성레그유닛(73)은 일단부가 메인프레임(20)의 바닥부를 향해 연장되며, 타단부는 제2탄성지지유닛(72)에 연결될 수 있다. 탄성레그유닛(73)의 일단부는 제어모듈(50)의 기판 상에 지지될 수 있다. 탄성레그유닛(73)은 버튼모듈(30)이 가압되면 구부러졌다가, 압력이 해제되면 펴져서 버튼모듈(30)의 배치상태를 복원시킬 수 있다. 한편, 버튼모듈(30)의 배치상태를 복원시키는 기능은 탄성레그유닛(73)뿐만 아니라, 회동 중심축(64)에 탄성을 가지는 스프링 등이 삽입 배치되고 스프링의 일단부와 타단부가 각각 버튼모듈(30)과 메인프레임(20)에 연결되어, 버튼모듈에 탄성복원력을 제공할 수도 있다. 한편, 스프링 외 다양한 방식의 구조체가 적용될 수도 있다.

버튼연결유닛(74)은 버튼모듈(30)에 클릭전달모듈(70)을 결합시키기 위한 부분일 수 있다. 예를 들어, 버튼연결유닛(74)은 대략적으로 직육면체 형상을 가지고 그의 위아래를 관통하는 2개의 구멍을 포함하며, 여기에 버튼모듈(30)의 하부돌기부(37)가 삽입되어 결합될 수 있다. 버튼연결유닛(74)은 제2탄성지지유닛(72)의 일단부에 형성될 수 있다.

전도유닛(75)은 센서부로 버튼모듈(30)의 클릭 신호를 전달하기 위한 유닛일 수 있다. 전도유닛(75)은 클릭전달유닛(71)의 하부 홈에 일단부가 삽입되어 결합되고 타단부는 돌출되어 버튼모듈(30)이 클릭될 때 센서부에 접촉될 수 있다. 전도유닛(75)은 전도성 재질로 형성될 수 있으며, 바람직하게 탄성이 있는 전도성 고무로 형성되어 강한 압력으로 센서부에 접촉되어도, 센서부를 파손시키지 않을 수 있다.

이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 컨트롤러 장치를 상세히 설명하기로 하며, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러 장치와 중복되는 구성에 대한 설명은 제외하기로 한다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 컨트롤러 장치에서 버튼모듈을 제외한 모습을 보여주는 사시도이다. 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 메인프레임을 보여주는 사시도이다. 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 버튼모듈을 보여주는 사시도이다.

도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러 장치(1)는 거치대(10'), 메인프레임(20'), 버튼모듈(30'), 발전부(미도시), 제어모듈(50'), 압력전달모듈(60'), 클릭전달모듈(70')을 포함할 수 있다.

메인프레임(20')의 바닥부에는 후술할 클릭전달모듈(70')의 탄성레그유닛(73')을 지지하기 위한 레그지지부(23')가 형성될 수 있다. 레그지지부(23')는 바닥부의 상방으로 돌출 형성되며, 그 상부에 경사진 제1경사면(미도시)이 구비될 수 있다. 제1경사면은 후술할 탄성레그유닛(73')의 하단에 형성된 제2경사면(미도시)의 경사에 대응하는 경사도를 가지도록 형성될 수 있다. 레그지지부(23')와 탄성레그유닛(73')의 작동관계에 대해서는 후술하기로 한다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 버튼모듈의 회동부를 보여주는 측단면도이다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 버튼모듈(30')은 회동부(33')를 포함하며, 회동부(33')는 버튼모듈(30') 각각에 구비되되, 회동홀이 형성된 2개의 회동편(33a', 33b')으로 구성될 수 있다. 각각의 회동편은 그 형태가 서로 다를 수 있다. 예를 들어 회동편(33a') 중 어느 하나는 하단부가 라운드진 형상을 가질 수 있고, 다른 하나의 회동편(33b')은 버튼모듈(30')의 후단에 가까운 하단부의 일측이 라운드지고, 타측은 각진 절곡된 부분을 가질 수 있다. 이로써, 절곡된 부분이 메인프레임(20')에 형성된 회동편지지부(24')에 지지되어 버튼모듈(30')이 메인프레임(20')에 대하여 상방으로 회동되어 이격되는 것을 방지하고, 나아가 메인프레임(20')으로부터 버튼모듈(30')이 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 버튼모듈의 회동부를 보여주는 사시도이다. 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 클릭전달모듈을 보여주는 사시도이다. 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 클릭전달모듈을 보여주는 사시도이다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 클릭전달모듈(70')은 클릭전달유닛(71'), 제2탄성지지유닛(72'), 탄성레그유닛(73'), 버튼연결유닛(74'), 전도유닛(75'), 클릭감각유닛(76')을 포함할 수 있다.

탄성레그유닛(73')은 일단부가 메인프레임(20')의 바닥부를 향해 연장되며, 타단부는 2개의 제2탄성지지유닛(72') 중 어느 하나에 연결될 수 있다. 탄성레그유닛(73')은 메인프레임(20')의 레그지지부(23')에 지지될 수 있다. 예를 들어, 탄성레그유닛(73')의 일단부에는 경사가 형성된 제2경사면이 구비될 수 있다. 제2경사면은 레그지지부(23')의 상부에 구비된 제1경사면에 접촉 지지될 수 있다.

클릭감각유닛(76')은 사용자가 버튼모듈(30')을 클릭했을 때 클릭감각을 생성하기 위한 유닛일 수 있다. 클릭감각유닛(76')은 클릭전달유닛(71')의 상부에 형성되는 홈에 삽입 배치될 수 있다. 예를 들어, 클릭감각유닛(76')은 돔 스위치(Dome Switch)일 수 있고, 클릭전달유닛(71')의 상부에 형성되는 홈에 삽입 배치되어, 버튼모듈(30')의 서브돌출부(35)에 인접하게 배치될 수 있고, 버튼모듈이 클릭되면 서브돌출부(35)에 의해 가압되어 클릭감각 및 클릭음을 생성하여 사용자에게 전달할 수 있다.

도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 메인프레임의 내부공간에 클릭전달모듈이 배치된 모습을 보여주는 사시도이다. 도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 메인프레임의 내부공간에 클릭전달모듈이 배치된 모습을 보여주는 도면이다.

탄성레그유닛(73')의 일단부에 형성된 제2경사면에 대응하여, 레그지지부(23')에도 이에 상보적인 경사도를 가지는 제1경사면이 형성되어 상호 대면될 수 있다. 이로써, 탄성레그유닛(73')은 버튼모듈(30')이 가압되면 구부러졌다가, 자연스럽게 레그지지부(23') 상에서 소정 거리 미끄러지며 적절한 탄성력을 발생시키고, 압력이 해제되면 탄성력을 이용하여 펴지면서 버튼모듈(30')의 배치상태를 복원시킬 수 있다. 이로써, 탄성레그유닛(73')의 강한 탄성력으로 인해 제2탄성지지유닛(72')에 발생할 수 있는 변형을 방지할 수 있다.

이상으로 설명한 본 발명의 실시예들에 따른 컨트롤러 장치는, 복수개의 버튼모듈(30, 30')을 포함하여, 다양한 패턴의 버튼 클릭 방식을 적용하여 전자기기의 다양한 기능을 제어할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 컨트롤러 장치는 압력전달모듈(60, 60')과 클릭전달모듈(70, 70')을 포함하여 버튼모듈(30, 30')을 세게 클릭하지 않아도, 충분한 전기 에너지를 생산하고 클릭 신호를 정확하게 감지할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 컨트롤러 장치는 압력전달모듈(60, 60')을 포함하여 버튼모듈(30, 30')을 클릭하는 압력이 에너지 하베스팅 소자에 수월하게 전달할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 컨트롤러 장치는 클릭전달모듈(70, 70')을 포함하여 버튼모듈(30, 30')의 클릭을 감지하는 센서부에서 발생하는 접촉 및 인식 불량 문제를 해결할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 클릭전달모듈(70, 70')은 탄성레그유닛(73, 73')을 포함하며, 탄성레그유닛(73, 73')은 버튼모듈(30, 30')을 지지하여 버튼모듈(30, 30')이 클릭될 때 복원력을 제공하고, 클릭 되지 않은 버튼모듈(30, 30')이 하방으로 이동되지 않게 지지하여 버튼모듈(30, 30')의 이상 클릭 현상을 방지할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 컨트롤러 장치 10: 거치대
20: 메인프레임 30: 버튼모듈
31: 제1버튼모듈 32: 제2버튼모듈
33: 회동부 34: 메인돌출부
35: 서브돌출부 36: 상부돌기부
37: 하부돌기부 40: 발전부
50: 제어모듈 60: 압력전달모듈
61: 서브프레임 62: 압력전달유닛
63: 제1탄성지지유닛 64: 회동 중심축
65: 벽부 70: 클릭전달모듈
71: 클릭전달유닛 72: 제2탄성지지유닛
73: 탄성레그유닛 74: 버튼연결유닛
75: 전도유닛

Claims (13)

1. 메인프레임;
   상기 메인프레임에 회동가능하게 결합되는 적어도 하나의 버튼모듈;
   상기 버튼모듈의 상면이 클릭되면 전기 에너지를 생산하는 발전부;
   상기 버튼모듈과 상기 발전부 사이에 배치되어, 상기 버튼모듈에 대한 클릭에 의해 상기 버튼모듈의 하면의 일 영역과 접촉함으로써 전달받은 압력을 발전부로 전달하는 압력전달유닛;
   상기 발전부가 생산한 전기 에너지를 이용하여 상기 버튼모듈의 클릭을 감지하는 센서부; 및
   상기 센서부에서 감지된 상기 버튼모듈의 클릭 신호를 외부로 송신하는 송신부를 포함하며,
   상기 버튼모듈은 일측에 회동 중심이 되는 회동부를 포함하고, 상기 버튼모듈은 상기 발전부를 향하는 방향으로 돌출된 메인돌출부를 포함하며,
   상기 메인돌출부는 상기 버튼모듈이 클릭되면 상기 발전부를 향하는 방향으로 상기 압력전달유닛을 가압하고,
   상기 압력전달유닛은 상기 회동부와 이격 배치되어 상기 버튼모듈의 일측과 마주하여 이격한 상기 버튼 모듈의 타측에 대한 클릭 발생시 상기 회동부를 지렛대로 하여 상기 압력을 상기 발전부로 제공하고,
   상기 압력전달유닛은 상기 클릭이 발생되는 상기 버튼모듈의 타측보다 상기 회동부가 배치된 상기 버튼모듈의 일측에 더 인접하게 배치되는 것인,
   컨트롤러 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 버튼모듈이 적어도 두개로 구성되는 경우,
   상기 압력전달유닛은 제1버튼모듈 및 제2버튼모듈과 상기 발전부의 사이에 배치되는 것인, 컨트롤러 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 버튼모듈이 클릭된 후에 상기 압력전달유닛의 배치상태를 복원시키는 제1탄성지지유닛을 더 포함하는, 컨트롤러 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 메인프레임에 결합되는 서브프레임을 더 포함하며,
   상기 제1탄성지지유닛은 일단부가 상기 서브프레임에 연결되고 타단부가 상기 압력전달유닛에 연결되는, 컨트롤러 장치.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 버튼모듈과 상기 센서부 사이에 배치되어 상기 버튼모듈의 클릭을 상기 센서부로 전달하는 클릭전달유닛을 더 포함하는, 컨트롤러 장치.
7. 제6항에 있어서,
   일단부가 상기 버튼모듈에 연결되고 타단부가 상기 클릭전달유닛에 연결되며, 상기 버튼모듈이 클릭된 후에 상기 클릭전달유닛의 배치상태를 복원시키는 제2탄성지지유닛을 더 포함하는, 컨트롤러 장치.
8. 제6항에 있어서,
   일단부가 상기 메인프레임의 바닥부를 향해 연장되며, 타단부는 제2탄성지지유닛에 연결되며, 상기 버튼모듈을 지지하여 상기 버튼모듈이 클릭될 때 복원력을 제공하는 탄성레그유닛을 더 포함하는, 컨트롤러 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 메인프레임의 바닥부에 배치되며 상부에 제1경사면이 형성되는 레그지지부를 더 포함하며,
   상기 탄성레그유닛의 일단부에는 상기 제1경사면에 대면하는 제2경사면이 형성되고, 상기 버튼모듈이 가압되면 상기 제2경사면이 상기 제1경사면에 접촉되어 슬라이딩가능한, 컨트롤러 장치.
10. 제6항에 있어서
    상기 클릭전달유닛에 결합되어 상기 센서부로 상기 버튼모듈의 클릭 신호를 전달하는 전도유닛을 더 포함하는, 컨트롤러 장치.
11. 제6항에 있어서,
    상기 버튼모듈은 상기 센서부를 향하는 방향으로 돌출된 서브돌출부를 포함하며,
    상기 서브돌출부는 상기 버튼모듈이 클릭되면 상기 센서부를 향하는 방향으로 상기 클릭전달유닛을 가압하는, 컨트롤러 장치.
12. 제1항에 있어서,
    상기 회동부는 회동 중심축을 지지하는 회동편을 포함하고,
    상기 메인프레임은 상기 메인프레임의 바닥부에 배치되어, 상기 회동편의 하단부 일측을 지지하는 회동편지지부를 포함하며,
    상기 회동편의 하단부 일측은 절곡형성되되, 절곡된 부분이 상기 회동편지지부에 접촉 지지되어 회동이 제한되는, 컨트롤러 장치.
13. 메인프레임, 상기 메인프레임에 회동가능하게 결합되는 적어도 하나의 버튼모듈, 상기 버튼모듈이 클릭되면 전기 에너지를 생산하는 발전부, 상기 버튼모듈과 상기 발전부 사이에 배치되어 상기 버튼모듈에 대한 클릭에 의해 상기 버튼모듈의 하면의 일 영역과 접촉함으로써 전달받은 압력을 발전부로 전달하는 압력전달유닛, 상기 발전부가 생산한 전기 에너지를 이용하여 상기 버튼모듈의 클릭을 감지하는 센서부를 포함하며, 상기 버튼모듈은 일측에 회동 중심이 되는 회동부를 포함하고, 상기 버튼모듈은 상기 발전부를 향하는 방향으로 돌출된 메인돌출부를 포함하며, 상기 메인돌출부는 상기 버튼모듈이 클릭되면 상기 발전부를 향하는 방향으로 상기 압력전달유닛을 가압하고, 상기 압력전달유닛은 상기 회동부와 이격 배치되어 상기 버튼모듈의 일측과 마주하여 이격한 상기 버튼 모듈의 타측에 대한 클릭 발생시 상기 회동부를 지렛대로 하여 상기 압력을 상기 발전부로 제공하는 클릭전달장치에 있어서,
    상기 버튼모듈과 상기 센서부 사이에 배치되어 상기 버튼모듈의 클릭을 상기 센서부로 전달하는 클릭전달유닛;
    일단부가 상기 버튼모듈에 연결되고 타단부가 상기 클릭전달유닛에 연결되어 상기 클릭전달유닛의 배치상태를 유지시키는 제2탄성지지유닛; 및
    일단부가 메인프레임의 바닥부를 향해 연장되고, 타단부는 제2탄성지지유닛에 연결되며, 상기 버튼모듈을 지지하여 상기 버튼모듈이 클릭될 때 복원력을 제공하는 탄성레그유닛을 포함하는 클릭전달모듈을 포함하며,
    상기 압력전달유닛은 상기 클릭이 발생되는 상기 버튼모듈의 타측보다 상기 회동부가 배치된 상기 버튼모듈의 일측에 더 인접하게 배치되는,
    클릭전달장치.

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