KR102281591B1

KR102281591B1 - 정전식 터치모듈

Info

Publication number: KR102281591B1
Application number: KR1020140043264A
Authority: KR
Inventors: 한정균; 김재형
Original assignee: 원투씨엠 주식회사
Priority date: 2014-04-10
Filing date: 2014-04-10
Publication date: 2021-07-23
Also published as: KR20150117576A

Abstract

본 발명은 정전식 터치모듈에 관한 것으로, 정전식 터치스크린에 터치되는 정전식 터치모듈에 있어서, 전도성 고무 재질로 이루어지고 상기 정전식 터치스크린에 정전식으로 터치될 접촉면을 지닌 복수의 터치부 및 상기 복수의 터치부의 접촉면의 중점을 연결하여 형성되는 복수의 터치부들 간의 기하학적 관계를 지정된 면적의 일측영역 내에 동종의 각 터치모듈 별로 서로 중복되지 않게 고유한 기하학적 관계로 배치하며 인체의 정전용량을 상기 터치부까지 전달하는 적어도 일 측의 전도성영역을 구비한 프레임부를 포함하며, 상기 터치부의 경도는, 상기 고유한 기하학적 관계로 배치된 복수의 터치부들을 정전식 터치스크린에 터치하여 모두 인식되는 터치율을 기 설정된 기준 비율 이상 유지하기 위해 쇼아(Shore) A 경도계 기준 60(±5) 내지 70(±5)의 경도를 포함하고, 상기 터치부의 접촉면은, 상기 일측영역의 지정된 면적 내에 구비되는 복수의 터치부들을 서로 중복되지 않는 고유한 기하학적 관계로 배치하는 경우의 수를 최대화하면서 상기 고유한 기하학적 관계로 배치된 복수의 터치부들을 정전식 터치스크린에 터치하여 모두 인식되는 터치율을 기 설정된 기준 비율 이상 유지하기 위해 직경 4㎜(±0.5㎜) 내지 7㎜(±0.5㎜)의 원형 접촉면 또는 상기 원형 접촉면에 대응하는 접촉 면적을 지닌 타원형 또는 다각형의 형상으로 제작된다.

Description

정전식 터치모듈{Capacitive Touch Module}

본 발명은 정전식 터치스크린에 터치되는 정전식 터치모듈에 있어서, 전도성 고무 재질로 이루어지고 상기 정전식 터치스크린에 정전식으로 터치될 접촉면을 지닌 복수의 터치부 및 상기 복수의 터치부의 접촉면의 중점을 연결하여 형성되는 복수의 터치부들 간의 기하학적 관계를 지정된 면적의 일측영역 내에 동종의 각 터치모듈 별로 서로 중복되지 않게 고유한 기하학적 관계로 배치하며 인체의 정전용량을 상기 터치부까지 전달하는 적어도 일 측의 전도성영역을 구비한 프레임부를 포함하며, 상기 터치부의 경도는, 상기 고유한 기하학적 관계로 배치된 복수의 터치부들을 정전식 터치스크린에 터치하여 모두 인식되는 터치율을 기 설정된 기준 비율 이상 유지하기 위해 쇼아(Shore) A 경도계 기준 60(±5) 내지 70(±5)의 경도를 포함하고, 상기 터치부의 접촉면은, 상기 일측영역의 지정된 면적 내에 구비되는 복수의 터치부들을 서로 중복되지 않는 고유한 기하학적 관계로 배치하는 경우의 수를 최대화하면서 상기 고유한 기하학적 관계로 배치된 복수의 터치부들을 정전식 터치스크린에 터치하여 모두 인식되는 터치율을 기 설정된 기준 비율 이상 유지하기 위해 직경 4㎜(±0.5㎜) 내지 7㎜(±0.5㎜)의 원형 접촉면 또는 상기 원형 접촉면에 대응하는 접촉 면적을 지닌 타원형 또는 다각형의 형상으로 제작되는 정전식 터치모듈에 관한 것이다.

전도성 고무재질로 이루어진 복수의 터치부를 미리 설계된 기하학적 관계로 배치한 터치모듈을 정전식 터치스크린에 터치하여 각종 서비스 제공을 위한 식별수단 및/또는 인증수단으로 이용하는 서비스가 개시된다.

통상의 정전식 터치스크린은 사용자의 손가락에 의한 정전식 터치를 입력수단으로 이용하도록 설계되어 있으며, 또한 그렇게 하도록 최적화되어 있다. 손가락을 직접 정전식 터치스크린에 터치할 경우 손가락을 포함하는 인체에 축전된 전하는 그대로 직접 정전식 터치스크린으로 전달되게 되며, 정전식 터치스크린에 손가락이 터치된 면의 중점이 터치 점으로 인식되게 된다. 한편 손가락 대신에 터치펜 등의 도구를 정전식 터치스크린에 터치하여 손가락을 대신하는 입력수단으로 사용할 수도 있다.

종래 터치펜의 경우, 정전식 터치스크린과 하나의 터치 점을 입력하도록 설계 제작되어 있으며, 정전식 터치스크린과 접촉하는 부분에 전도성 고무 또는 전도성 플라스틱 등이 사용된다. 이하, 정전식 터치를 위해 사용되는 전도성 고무 또는 전도성 플라스틱 등을 편의상 통칭하여 ‘전도성 고무’라고 한다.

일반적으로 고무는 비전도성 재질로서 전기적 저항이 매우 크기 때문에 전하의 흐름을 방해하고 전하를 축전하여 정전기를 발생시켜 스파크를 유발하게 된다. 이에 고무를 사용해야 하는 분야에 정전기 발생을 방지하는 대전방지제로서 전도성 고무가 주로 사용되며, 종래 터치펜에도 정전식 터치스크린과 터치되는 부분에 사람의 손가락을 대신하는 용도로 전도성 고무가 사용된다.

전도성 고무는 전도성 탄소 또는 금속 분말 등과 고무 분말을 배합하여 제작되며, 고무로서의 물리적 또는 화학적 특성에 따라 보강제, 충진제, 가소제, 촉진제, 가황제, 난연제, 노화방지제, 배합유 중 적어도 하나를 선택적으로 더 배합하여 제작될 수 있다. 이하, 전도성 고무를 제작하기 위해 사용되는 전도성 탄소 또는 금속 분말 등을 편의상 통칭하여 ‘전도성 탄소’라고 하고, 고무 성분에 소정의 첨가물이 첨가된 상태를 편의상 통칭하여 ‘고무’라고 한다.

한국산업표준(KS) 규격에 따르면 전기적 저항이 3x10^8Ω 이하인 고무 재질을 전도성 고무로 정의(KS M ISO 2878:2012)하고 있다. 한편 대전방지제로 사용되는 전도성 고무는 전하의 흐름을 이용하기 보다는 전하의 축전을 방지하는 용도로 사용되므로, 이 경우 전기적 저항은 대부분 10^6Ω 이상이다. 한편 종래 터치펜에 사용되는 전도성 고무의 경우 정전식 터치를 위한 전하의 흐름에 이용되기는 하지만, 부드러운 필기감과 터치감을 위해 고무 배합 비율이 높아 대부분 1,000Ω 이상의 전기적 저항을 지니고 있으며, 심지어 10^6Ω 이상의 전기적 저항을 지닌 제품도 존재하며, 아무리 낮더라도 500Ω을 훨씬 초과한다. 그러나 종래 터치펜의 경우 한 점의 터치 점을 터치 인식하는 용도로 사용되므로 전도성 고무의 저항이 높더라도 문제되지 않는다. 게다가 종래 터치펜에 사용되는 전도성 고무의 경우에 부드러운 필기감과 터치감과 함께 터치 시점에 발생하는 필압에 의한 터치 면적을 최대한 넓히기 위해 쇼아 A 경도계 기준 30 내지 40의 경도로 제작된다.

한편 본 발명의 터치모듈은 전도성 고무재질로 이루어진 복수의 터치부를 미리 설계된 기하학적 관계로 배치하여 이루어지며, 복수의 터치부에 대한 정전식 터치를 모두 터치 인식해야 할 뿐만 아니라, 터치모듈에 구비된 복수의 터치부의 설계 상의 기하학적 관계와 실제 정전식 터치 스크린에 터치된 복수의 터치 점의 기하학적 관계가 허용된 오차(또는 확률 분포) 내에서 일치(또는 근접)해야 하는데, 종래의 전도성 고무 재질을 그대로 이용하여 본 발명의 터치모듈을 제작할 경우 이를 각종 서비스 제공을 위한 식별수단 및/또는 인증수단으로 이용하기에 기술적으로 난해한 문제점을 지니고 있다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은, 정전식 터치스크린에 터치되는 정전식 터치모듈에 있어서, 전도성 고무 재질로 이루어지고 상기 정전식 터치스크린에 정전식으로 터치될 접촉면을 지닌 복수의 터치부 및 상기 복수의 터치부의 접촉면의 중점을 연결하여 형성되는 복수의 터치부들 간의 기하학적 관계를 지정된 면적의 일측영역 내에 동종의 각 터치모듈 별로 서로 중복되지 않게 고유한 기하학적 관계로 배치하며 인체의 정전용량을 상기 터치부까지 전달하는 적어도 일 측의 전도성영역을 구비한 프레임부를 포함하며, 상기 터치부의 경도는, 상기 고유한 기하학적 관계로 배치된 복수의 터치부들을 정전식 터치스크린에 터치하여 모두 인식되는 터치율을 기 설정된 기준 비율 이상 유지하기 위해 쇼아(Shore) A 경도계 기준 60(±5) 내지 70(±5)의 경도를 포함하고, 상기 터치부의 접촉면은, 상기 일측영역의 지정된 면적 내에 구비되는 복수의 터치부들을 서로 중복되지 않는 고유한 기하학적 관계로 배치하는 경우의 수를 최대화하면서 상기 고유한 기하학적 관계로 배치된 복수의 터치부들을 정전식 터치스크린에 터치하여 모두 인식되는 터치율을 기 설정된 기준 비율 이상 유지하기 위해 직경 4㎜(±0.5㎜) 내지 7㎜(±0.5㎜)의 원형 접촉면 또는 상기 원형 접촉면에 대응하는 접촉 면적을 지닌 타원형 또는 다각형의 형상으로 제작되는 정전식 터치모듈을 제공함에 있다.

본 발명에 따른 정전식 터치모듈은, 정전식 터치스크린에 터치되는 정전식 터치모듈에 있어서, 전도성 고무 재질로 이루어지고 상기 정전식 터치스크린에 정전식으로 터치될 접촉면을 지닌 복수의 터치부 및 상기 복수의 터치부의 접촉면의 중점을 연결하여 형성되는 복수의 터치부들 간의 기하학적 관계를 지정된 면적의 일측영역 내에 동종의 각 터치모듈 별로 서로 중복되지 않게 고유한 기하학적 관계로 배치하며 인체의 정전용량을 상기 터치부까지 전달하는 적어도 일 측의 전도성영역을 구비한 프레임부를 포함하며, 상기 터치부의 경도는, 상기 고유한 기하학적 관계로 배치된 복수의 터치부들을 정전식 터치스크린에 터치하여 모두 인식되는 터치율을 기 설정된 기준 비율 이상 유지하기 위해 쇼아(Shore) A 경도계 기준 60(±5) 내지 70(±5)의 경도를 포함하고, 상기 터치부의 접촉면은, 상기 일측영역의 지정된 면적 내에 구비되는 복수의 터치부들을 서로 중복되지 않는 고유한 기하학적 관계로 배치하는 경우의 수를 최대화하면서 상기 고유한 기하학적 관계로 배치된 복수의 터치부들을 정전식 터치스크린에 터치하여 모두 인식되는 터치율을 기 설정된 기준 비율 이상 유지하기 위해 직경 4㎜(±0.5㎜) 내지 7㎜(±0.5㎜)의 원형 접촉면 또는 상기 원형 접촉면에 대응하는 접촉 면적을 지닌 타원형 또는 다각형의 형상으로 제작되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 정전식 터치모듈에 있어서, 상기 터치부의 접촉면은, 지정된 정전식 터치스크린에 대하여 인체의 정전용량에 근거하는 유효한 정전식 터치를 위해 직경 4㎜(±0.5㎜) 이상의 원형 접촉면, 또는 직경 4㎜(±0.5㎜) 이상의 원형 접촉면에 대응하는 접촉 면적을 지닌 타원형 또는 다각형의 형상으로 제작되고, 지정된 면적 안에 지정 개수의 터치부를 서로 다른 기하학적 관계로 배치하는 경우의 수를 지정 개수 이상으로 유지하기 위해 직경 7㎜(±0.5㎜) 이하의 원형 접촉면, 또는 직경 7㎜(±0.5㎜) 이하의 원형 접촉면에 대응하는 접촉 면적을 지닌 타원형 또는 다각형의 형상으로 제작되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 정전식 터치모듈에 있어서, 상기 기하학적 관계는, 상기 복수의 터치부 중 3개 이상 터치부를 일렬로 배치하는 일렬 배치 구조를 배제하는 기하학적 관계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 정전식 터치모듈에 있어서, 상기 기하학적 관계는, 상기 복수의 터치부 중 3개 이상 터치부를 일렬로 배치하지 않는 임의 배치 구조를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 정전식 터치모듈에 있어서, 상기 기하학적 관계는, 동종의 각 터치모듈에 구비된 프레임부의 일측영역에 배치되는 복수의 터치부 중 적어도 하나의 터치부를 적어도 3.5㎜의 최소 식별 거리 이상 이격된 다른 위치에 배치하여 동종의 각 터치모듈에 구비되는 터치부의 기하학적 관계를 서로 중복되지 않게 배치하는 기하학적 관계를 포함하며, 상기 최소 식별 거리는, 동종의 다른 터치모듈에 구비된 프레임부의 일측영역에 구비되는 비교 대상 터치부의 중심 간 거리를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 정전식 터치모듈에 있어서, 상기 기하학적 관계는,상기 프레임부의 일측영역을 상기 터치부의 개수 미만 개수의 분할영역으로 분할하고, 각 분할영역 상의 임의 계산된 위치에 각각 1개의 터치부를 배치하되, 상기 분할영역 중 적어도 하나의 지정영역 상의 지정된 위치에 적어도 하나의 터치부를 더 배치하는 기하학적 관계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 정전식 터치모듈은, 정전식 터치스크린에 터치되는 정전식 터치모듈에 있어서, 전도성 고무 재질로 이루어지고 상기 정전식 터치스크린에 정전식으로 터치될 접촉면을 지닌 복수의 터치부와, 상기 복수의 터치부를 지정된 기하학적 관계로 일측영역에 배치하며 인체의 정전용량을 상기 터치부까지 전달하는 적어도 일 측의 전도성영역을 구비한 프레임부를 포함하며, 상기 터치부의 경도는 쇼아(Shore) A 경도계 기준 60(±5) 내지 70(±5)의 경도를 포함하고, 상기 터치부의 접촉면은 직경 6㎜(±0.5㎜) 내지 7㎜(±0.5㎜)의 원형 접촉면, 또는 상기 원형 접촉면에 대응하는 접촉 면적을 지닌 타원형 또는 다각형의 형상으로 제작된다.

한편, 본 발명에 따른 정전식 터치모듈은, 정전식 터치스크린에 터치되는 정전식 터치모듈에 있어서, 전도성 고무 재질로 이루어지고 상기 정전식 터치스크린에 정전식으로 터치될 접촉면을 지닌 복수의 터치부와, 상기 복수의 터치부를 지정된 기하학적 관계로 일측영역에 배치하며 인체의 정전용량을 상기 터치부까지 전달하는 적어도 일 측의 전도성영역을 구비한 프레임부를 포함하며,

상기 터치부의 경도는 쇼아(Shore) A 경도계 기준 60(±5) 내지 70(±5)의 경도를 포함하고, 상기 터치부의 접촉면은 직경 5㎜(±0.5㎜) 내지 7㎜(±0.5㎜)의 원형 접촉면, 또는 상기 원형 접촉면에 대응하는 접촉 면적을 지닌 타원형 또는 다각형의 형상으로 제작된다.

한편, 본 발명에 따른 정전식 터치모듈은, 정전식 터치스크린에 터치되는 정전식 터치모듈에 있어서, 전도성 고무 재질로 이루어지고 상기 정전식 터치스크린에 정전식으로 터치될 접촉면을 지닌 복수의 터치부와, 상기 복수의 터치부를 지정된 기하학적 관계로 일측영역에 배치하며 인체의 정전용량을 상기 터치부까지 전달하는 적어도 일 측의 전도성영역을 구비한 프레임부를 포함하며, 상기 터치부의 경도는 쇼아(Shore) A 경도계 기준 60(±5) 내지 70(±5)의 경도를 포함하고, 상기 터치부의 접촉면은 직경 4㎜(±0.5㎜) 내지 7㎜(±0.5㎜)의 원형 접촉면, 또는 상기 원형 접촉면에 대응하는 접촉 면적을 지닌 타원형 또는 다각형의 형상으로 제작된다.

한편, 본 발명에 따른 정전식 터치모듈은, 정전식 터치스크린에 터치되는 정전식 터치모듈에 있어서, 전도성 고무 재질로 이루어지고 상기 정전식 터치스크린에 정전식으로 터치될 접촉면을 지닌 복수의 터치부와, 상기 복수의 터치부를 지정된 기하학적 관계로 일측영역에 배치하며 인체의 정전용량을 상기 터치부까지 전달하는 적어도 일 측의 전도성영역을 구비한 프레임부를 포함하며, 상기 터치부의 경도는 쇼아(Shore) A 경도계 기준 60(±5) 내지 70(±5)의 경도를 포함하고, 상기 터치부의 접촉면은 직경 3㎜(±0.5㎜) 내지 7㎜(±0.5㎜)의 원형 접촉면, 또는 상기 원형 접촉면에 대응하는 접촉 면적을 지닌 타원형 또는 다각형의 형상으로 제작된다.

본 발명에 따르면, 상기 터치부의 전기적 저항은 상기 터치부의 개수가 3개 내지 5개인 경우, 상기 터치부의 부분 중 프레임부의 전도성영역에 접촉하는 접촉부분과 상기 접촉면 간 측정 저항 값이 300Ω 이하로 제작될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 터치부의 전기적 저항은 상기 터치부의 개수가 3개 내지 5개인 경우, 모두 터치 인식을 위해 상기 터치부의 부분 중 프레임부의 전도성영역에 접촉하는 접촉부분과 접촉면 간 측정 저항 값이 250Ω 이하로 제작될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 터치부의 전기적 저항은 상기 터치부의 개수가 4개 이상인 경우, 상기 터치부의 부분 중 프레임부의 전도성영역에 접촉하는 접촉부분과 상기 접촉면 간 측정 저항 값이 200Ω 이하로 제작될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 터치부의 전기적 저항은 상기 터치부의 개수가 4개 이상인 경우, 모두 터치 인식을 위해 상기 터치부의 부분 중 프레임부의 전도성영역에 접촉하는 접촉부분과 접촉면 간 측정 저항 값이 150Ω 이하로 제작될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 터치부의 전기적 저항은 상기 터치부의 개수가 5개 이상인 경우, 상기 터치부의 부분 중 프레임부의 전도성영역에 접촉하는 접촉부분과 접촉면 간 측정 저항 값이 120Ω 이하로 제작될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 기하학적 관계는 상기 복수의 터치부 중 3개 이상 터치부를 일렬로 배치하는 일렬 배치 구조를 배제하는 기하학적 관계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 기하학적 관계는 상기 복수의 터치부 중 3개 이상 터치부를 일렬로 배치하지 않는 임의 배치 구조를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 기하학적 관계는 동종의 서로 다른 터치모듈에 구비된 프레임부의 일측영역에 배치되는 복수의 터치부 중 적어도 하나의 터치부를 적어도 3.5㎜의 최소 식별 거리 이상 이격된 다른 위치에 배치하여 동종의 서로 다른 터치모듈에 구비되는 터치부의 기하학적 관계가 중복되지 않는 배치하는 기하학적 관계를 포함하며, 상기 최소 식별 거리는 동종의 다른 터치모듈에 구비된 프레임부의 일측영역에 구비되는 비교 대상 터치부의 중심 간 거리를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 기하학적 관계는 상기 프레임부에 배치되는 복수의 터치부를 7.5㎜의 최소 구별 인식 거리 이상 이격시켜 배치하는 기하학적 관계를 포함하며, 상기 최소 구별 인식 거리는 정전식 터치스크린과 접촉하는 터치부의 접촉면 외곽선 간 거리를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 기하학적 관계는 상기 프레임부의 일측영역을 상기 터치부의 개수 미만 개수의 분할영역으로 분할하고, 각 분할영역 상의 임의 계산된 위치에 각각 1개의 터치부를 배치하되, 상기 분할영역 중 적어도 하나의 지정영역 상의 지정된 위치에 적어도 하나의 터치부를 더 배치하는 기하학적 관계를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 정전식 터치모듈은, 정전식 터치스크린에 터치되는 정전식 터치모듈에 있어서, 전도성 고무 재질로 이루어지고 상기 정전식 터치스크린에 정전식으로 터치될 접촉면을 지닌 복수의 터치부와, 상기 복수의 터치부를 지정된 기하학적 관계로 일측영역에 배치하며 인체의 정전용량을 상기 터치부까지 전달하는 적어도 일 측의 전도성영역을 구비한 프레임부를 포함하며, 상기 터치부의 경도는 쇼아(Shore) A 경도계 기준 60(±5) 내지 70(±5)의 경도를 포함하고, 상기 터치부의 접촉면은 5*5㎜(±0.5㎜) 내지 6*6㎜(±0.5㎜)의 사각 접촉면, 또는 상기 사각 접촉면에 대응하는 접촉 면적을 지닌 원형 또는 다각형의 형상으로 제작될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 정전식 터치모듈은, 정전식 터치스크린에 터치되는 정전식 터치모듈에 있어서, 전도성 고무 재질로 이루어지고 상기 정전식 터치스크린에 정전식으로 터치될 접촉면을 지닌 복수의 터치부와, 상기 복수의 터치부를 지정된 기하학적 관계로 일측영역에 배치하며 인체의 정전용량을 상기 터치부까지 전달하는 적어도 일 측의 전도성영역을 구비한 프레임부를 포함하며, 상기 터치부의 경도는 쇼아(Shore) A 경도계 기준 60(±5) 내지 70(±5)의 경도를 포함하고, 상기 터치부의 접촉면은 4*4㎜(±0.5㎜) 내지 6*6㎜(±0.5㎜)의 사각 접촉면, 또는 상기 사각 접촉면에 대응하는 접촉 면적을 지닌 원형 또는 다각형의 형상으로 제작될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 정전식 터치모듈은, 정전식 터치스크린에 터치되는 정전식 터치모듈에 있어서, 전도성 고무 재질로 이루어지고 상기 정전식 터치스크린에 정전식으로 터치될 접촉면을 지닌 복수의 터치부와, 상기 복수의 터치부를 지정된 기하학적 관계로 일측영역에 배치하며 인체의 정전용량을 상기 터치부까지 전달하는 적어도 일 측의 전도성영역을 구비한 프레임부를 포함하며, 상기 터치부의 경도는 쇼아(Shore) A 경도계 기준 60(±5) 내지 70(±5)의 경도를 포함하고, 상기 터치부의 접촉면은 3*3㎜(±0.5㎜) 내지 6*6㎜(±0.5㎜)의 사각 접촉면, 또는 상기 사각 접촉면에 대응하는 접촉 면적을 지닌 원형 또는 다각형의 형상으로 제작될 수 있다.

본 발명에 따르면, 전도성 고무재질로 이루어진 복수의 터치부를 미리 설계된 기하학적 관계로 배치한 터치모듈을 정전식 터치스크린에 터치하여 각종 서비스 제공을 위한 식별수단 및/또는 인증수단으로 이용하는 경우에, 상기 터치모듈의 터치율(=정전식 터치스크린에 터치된 복수의 터치 점을 모두 인식할 확률)과 인증률(=정전식 터치스크린에 터치된 터치 점들의 기하학적 관계와 저장된 기하학적 관계를 매칭하여 인증 성공할 확률)을 사업장에서 요구된 일정 수준 이상으로 유지하면서 안정적인 서비스를 제공하는 이점이 있다.

도 1a와 도 1b는 본 발명의 실시 방법에 따른 터치모듈을 도시한 것이다.
도 2a 내지 도 2h는 본 발명의 실시 방법에 따른 터치모듈의 제작 과정을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 방법에 따른 터치부 구조를 시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 방법에 따라 터치모듈에 구비되는 터치부의 기하학적 관계를 예시한 도면이다.
도 5a와 도 5b는 본 발명의 실시 방법에 따른 터치모듈을 이용하는 실시예를 도시한 도면이다.

이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다.

즉, 하기의 실시예는 본 발명의 수 많은 실시예 중에 바람직한 합집합 형태의 실시예 예에 해당하며, 하기의 실시예에서 특정 구성을 생략하는 실시예, 또는 특정 구성에 구현된 기능을 특정 구성으로 분할하는 실시예, 또는 둘 이상의 구성에 구현된 기능을 어느 하나의 구성에 통합하는 실시예 등은, 하기의 실시예에서 별도로 언급하지 않더라도 모두 본 발명의 권리범위에 속함을 명백하게 밝혀두는 바이다. 따라서 하기의 실시예를 기준으로 부분집합 또는 여집합에 해당하는 다양한 실시예들이 본 발명의 출원일을 소급받아 분할될 수 있음을 분명하게 명기하는 바이다.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

결과적으로, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.

도면1a와 도면1b는 본 발명의 실시 방법에 따른 터치모듈(100)을 도시한 것이다.

보다 상세하게 본 도면1a와 도면1b는 전도성 고무 재질로 이루어진 복수의 터치부(105)를 구비하고 상기 복수의 터치부(105)를 지정된 기하학적 관계로 배치하는 프레임부(110)를 구비하여 제작된 터치모듈(100)의 실시예를 도시한 것으로, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 도면1a와 도면1b를 참조 및/또는 변형하여 제작되는 터치모듈(100)의 다양한 실시 방법을 유추할 수 있을 것이나, 본 발명은 상기 유추되는 모든 실시 방법을 포함하여 이루어지며, 본 도면1에 도시된 실시 방법만으로 그 기술적 특징이 한정되지 아니한다.

도면1a와 도면1b를 참조하면, 터치모듈(100)은, 전도성 고무 재질로 이루어지고 상기 정전식 터치스크린에 정전식으로 터치될 접촉면(305)을 지닌 복수의 터치부(105)와, 상기 복수의 터치부(105)를 지정된 기하학적 관계로 배치하며 인체의 정전용량을 상기 터치부(105)까지 전달하는 적어도 일 측의 전도성영역을 구비한 프레임부(110)를 포함하여 이루어진다. 바람직하게, 도면1a는 전도성 고무 재질로 이루어진 복수(예컨대, 5개)의 터치부(105)를 임의의 고유한 기하학적 관계(즉, 터치모듈(100)마다 각기 다른 기하학적 관계)로 배치한 터치모듈(100)을 도시한 것이고, 도면1b는 12개의 터치부(105)를 격자 구조 형태의 기하학적 관계로 배치하되 상기 격자 구조의 12개 터치부(105) 중 지정된 개수(예컨대, 2개 내지 5개)의 터치부(105)를 전도성 고무 재질로 구비한 터치모듈(100)을 도시한 것이다. 그러나 본 발명의 터치모듈(100) 실시예가 본 도면1a와 도면1b의 형태로 한정되는 것은 아니며, 당업자의 의도에 따라 이를 변형하는 다양한 실시예(예컨대, 도면1b를 4각형 격자 구조를 변형하여 6각형 벌집 형태의 격자 구조에 터치부(105)를 구비하는 실시예 등)로 변형될 수 있으며, 본 발명은 이와 같이 변형 가능한 모든 실시예를 권리범위로 포함함을 명백하게 밝혀두는 바이다.

상기 터치부(105)는 상기 터치모듈(100)의 구성 중 정전식 터치스크린에 정전식으로 터치되는 구성물의 총칭으로서, 전도성 고무 재질로 이루어지며, 프레임부(110)의 일측영역(115)(예컨대, 터치모듈(100)의 영역 중 정전식 터치스크린에 터치될 터치부(105)가 노출되는 영역)에 지정된 기하학적 관계로 배치된다.

상기 프레임부(110)는 상기 터치모듈(100)의 구성 중 복수의 터치부(105)를 지정된 기하학적 관계로 배치하는 구성물의 총칭으로서, 전도성 고무 재질로 이루어진 복수의 터치부(105)를 지정된 기하학적 관계로 배치하는 일측영역(115)과 인체의 정전용량을 상기 전도성 고무 재질로 이루어진 복수의 터치부(105)까지 전달하는 적어도 일 측의 전도성영역을 포함하여 이루어진다. 상기 프레임부(110)의 일측영역(115)은 평판 구조 및/또는 곡판 구조 등 다양한 판 구조로 제작될 수 있다.

상기 터치모듈(100)은 상기 프레임부(110)에 소정의 전도성영역을 구비한 손잡이부(500)를 연결하고 상기 손잡이부(500)의 전도성영역과 상기 프레임부(110)의 전도성영역을 전기적으로 연결한 도장 형태로 제작되거나, 또는 상기 손잡이부(500)를 구비한 도장에 장착될 수 있다. 또는 상기 터치모듈(100)은 상기 프레임부(110)와 터치부(105)의 두께를 얇게 형성하여 카드 형태의 물건에 장착되거나 또는 카드 형태로 제작될 수 있다. 상기 터치모듈(100)을 장착하는 물건이나 또는 상기 터치모듈(100)을 포함하는 물건의 외형은 당업자의 의도 또는 서비스 분야에 따라 다양하게 변형 또는 응용 가능하며, 이에 의해 본 발명이 한정되지 아니함을 명백하게 밝혀두는 바이다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 터치부(105)는 전도성 탄소(예컨대, 전도성 탄소 또는 금속 분말 포함)와 고무를 배합하여 제작된 전도성 고무 재질로 이루어지며, 상기 전도성 고무를 지정된 터치부(105)의 형상으로 압축성형 또는 사출성형 하거나, 및/또는 절삭가공 하여 제작될 수 있다.

전도성 고무는 전도성 탄소의 배합 비율이 증가할수록 상기 터치부(105)의 전기적 저항은 감소(또는 전기 전도율은 증가)함과 동시에 상기 터치부(105)의 경도는 증가하여 경질화되는 특징을 지니고 있으며, 반대로 상기 고무의 배합 비율이 증가할수록 상기 터치부(105)의 전기적 저항은 증가(또는 전기 전도율은 감소)함과 동시에 상기 터치부(105)의 경도는 감소하여 연질화되는 특징을 지닌다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 터치모듈(100)은 프레임부(110)의 일측영역(115)에 터치부(105)가 일정 높이로 돌출되는 형태로 제작된다(단, 터치모듈(100)이 카드 형태로 제작되는 경우에 프레임부(110)와 같은 높이(예컨대, 프레임부(110)의 일측영역(115) 기준 높이 ‘0’)로 제작 가능). 만약 상기 프레임부(110)가 평판 구조로 이루어진 경우, 상기 프레임부(110)에 배치되는 터치부(105)의 높이는 동시 터치를 위해 설계 상 같은 높이로 설계되거나, 또는 순차 터치를 위해 다른 높이로 설계될 수 있으나, 설령 동시 터치를 위해 같은 높이로 설계되더라도 실제 터치모듈(100)을 제작하는 공정에서 허용 오차 범위에서 각 터치부(105)의 높이는 달라질 수 있으며, 순차 터치를 위해 각 터치부(105)의 높이를 다른 높이로 설계한 경우에 각 터치부(105)의 높이는 당연히 다르게 제작된다. 또한 동시 터치를 위해 각 터치부(105)가 설계 상 같은 높이로 설계되고 제작 공정에서 다양한 오차 보정을 통해 각 터치부(105)가 동일한 높이로 제작되었다고 할지라도 터치모듈(100)을 사용하는 과정에서 터치부(105)의 마모 또는 노화에 의해 각 터치부(105)의 높이는 점점 달라지게 된다. 본 발명의 터치모듈(100)에 구비된 복수의 터치부(105)는 상기와 같은 공정 오차, 마모 또는 노화가 발생하더라도 정전식 터치스크린에 모두 터치 인식되어야 하며, 그에 합당한 경도와 전기적 특성(예컨대, 전기적 저항 또는 전기 전도율 등) 및 접촉 면적을 지녀야 한다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 전도성 고무 재질로 이루어진 터치부(105)의 경도는 쇼아(Shore) A 경도계 기준 60(±5) 내지 70(±5)의 경도로 제작되는 것이 바람직하며, 터치 시점에 터치부(105)의 접촉면(305)이 정전식 터치스크린과 접촉하는 접촉 면적에 따라 상기 터치부(105)의 경도는 쇼아 A 경도계 기준 50 내지 80의 경도로 제작될 수 있다.

상기 터치부(105)의 경도를 쇼아 A 경도계 기준 80을 초과하게 제작할 경우, 상기 터치부(105)를 구성하는 전도성 고무를 제작하는 과정에서 전도성 탄소의 배합 비율을 증가시켜야 하는데, 이 경우 상기 전도성 고무의 저항이 감소하고 전기 전도율을 증가하여 터치부(105)의 전기적 특성을 향상되지만, 반대로 복수의 터치부(105)에 대한 모두 터치 인식을 구현하기 난해하여 터치모듈(100)의 터치율(=정전식 터치스크린에 터치된 복수의 터치 점을 모두 인식할 확률)이 급감시킬 확률이 증가하게 되며, 이와 같은 터치율의 급감은 터치모듈(100)의 인증률(=정전식 터치스크린에 터치된 복수의 터치 점들의 기하학적 관계와 저장된 기하학적 관계를 매칭하여 인증 성공할 확률)로 급감시킨다. 즉, 전도성 고무의 경도를 쇼아 A 경도계 기준 80을 초과하게 제작할 경우, 비록 터치모듈(100)의 설계 과정에서 평판구조의 정전식 터치스크린에 복수의 전도성 고무를 모두 터치하게 설계하였다고 하더라도, 제작 공정에서 발생하는 공정 오차, 전도성 고무의 마모 또는 노화 등에 의해 일부의 전도성 고무는 설계된 접촉 면적이 모두 정전식 터치스크린에 터치되는 반면, 다른 일부의 전도성 고무는 정전식 터치스크린에 터치되지 않거나 또는 설계된 접촉 면적만큼 모두 터치 인식되지 않게 될 확률이 증가하게 된다. 상기 터치부(105)의 경도를 80을 초과하여 모두 터치가 가능하게 제작하기 위해서는 제작 공정 상의 제작 비용이 상승하게 되고, 설령 모두 터치가 가능하게 제작하였다고 하더라도 전도성 고무의 마모 또는 노화에 의해 터치모듈(100)의 터치율과 인증률은 지속적으로 감소하게 된다. 만약 상기 터치부(105)의 경도를 쇼아 A 경도계 기준 90을 초과하게 제작할 경우, 터치부(105)의 전기적 특성은 더욱 향상되겠지만, 상기와 같은 터치율과 인증률의 급감의 문제가 발생함은 물론, 터치 시점에 발생하는 약간의 충격에도 쉽게 부스러질 뿐만 아니라, 터치 과정에서 정전식 터치스크린의 표면을 손상시킬 확률이 증가한다.

한편 상기 터치부(105)의 경도를 쇼아 A 경도계 기준 50 미만으로 제작할 경우, 상기 터치부(105)를 구성하는 전도성 고무를 제작하는 과정에서 고무의 배합 비율을 증가시켜야 하는데, 이 경우 상기 전도성 고무의 저항이 증가하여 전기 전도율을 하락할 뿐만 아니라, 터치부(105)를 정전식 터치스크린에 터치한 상태에서 약간의 수평 방향 힘이 가해져도 정전식 터치스크린에 터치된 면적의 중점이 이동하여 터치모듈(100)의 인증률(=정전식 터치스크린에 터치된 복수의 터치 점들의 기하학적 관계와 저장된 기하학적 관계를 매칭하여 인증 성공할 확률)이 급감하게 된다. 즉, 사람의 손가락을 입력수단으로 이용하는 정전식 터치스크린은 터치된 면의 중점을 계산하여 터치 점으로 인식하는데, 정전식 터치스크린에 터치된 면적이 변형되면 당연히 터치된 면의 중점도 이격되며, 결과적으로 복수의 터치 점에 대한 기하학적 관계가 왜곡되어 터치모듈(100)의 인증률이 급감하게 된다. 종래 정전식 터치스크린의 입력수단으로 사용되는 터치펜에도 전도성 고무가 사용될 수 있는데, 이 경우 부드러운 필기감과 터치감을 위해 고무 배합 비율이 높여 50 미만의 경도로 제작된다. 물론 한 점 터치만을 제공하고 입력수단으로 사용되는 터치펜의 전도성 고무는 50 미만의 경도로 제작하여 전기적 특성이 떨어지더라도 한 점 입력수단으로 사용하는데 전혀 문제되지 않고, 경우에 따라 필압을 반영할 수 있는 입력수단으로 이용할 수 있는 특징을 지닐 수 있다. 그러나 이와 같은 전도성 고무 재질을 사용하여 터치모듈(100)을 제작할 경우, 설령 터치모듈(100)에 구비된 복수의 터치부(105)가 정전식 터치스크린에 모두 터치되었다고 하더라도 터치부(105)의 저항이 낮아 한 점 터치에 비해 정전식 터치스크린의 정전 변화를 분산시켜 터치모듈(100)의 터치율을 감소시킬 뿐만 아니라, 설령 복수의 터치 점이 모두 터치 인식되었다고 하더라도 터치 점 왜곡에 의해 터치모듈(100)의 인증률이 급감하는 문제를 야기한다. 예를들어, 상기 터치부(105)의 경도를 쇼아 A 경도계 기준 60(±5) 내지 70(±5)의 경도로 하고 터치부(105)의 접촉면(305)을 직경 6㎜(±0.5㎜)의 원형 접촉면(305) 및 모두 터치할 터치부(105)의 개수를 5개로 하여 터치모듈(100)을 제작할 경우, 터치모듈(100)의 터치율과 인증률은 모두 가우시안 확률 분포 95% 이상을 유지하지만, 동일 조건에서 터치부(105)의 경도를 50 미만으로 제작할 경우에 터치모듈(100)의 터치율과 인증률은 모두 20% 미만으로 급감하여 상기 터치모듈(100)을 유효한 식별수단 및/또는 인증수단으로 사용할 수 없게 된다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 복수의 터치부(105)는 전기적 저항이 낮을수록(예컨대, 저항 값이 0Ω에 근접할수록) 터치모듈(100)의 터치율이 증가한다. 그러나 상기 터치부(105)를 구성하는 전도성 고무는 전도율이 높은 전도성 탄소 이외에 일정 비율의 고무를 포함하고 있기 때문에 일정 수치의 전기적 저항을 지닐 수 밖에 없다. 본 발명에 따르면, 전도성 고무의 전기적 저항은 상기 전도성 고무를 구성하는 전도성 탄소와 고무의 배합 비율에 상관관계를 지니며, 전도성 탄소와 고무의 배합 비율은 전도성 고무의 경도와 상관관계를 지닌다.

한편 사람의 손가락을 입력수단으로 이용하는 정전식 터치스크린은 터치된 면적이 넓을수록 정전식 터치스크린의 정전 변화량이 작더라도 정전식 터치를 인식할 수 있으며, 이는 상기 터치부(105)의 접촉면(305)이 크면 클수록 터치부(105)의 전기적 저항이 작더라도 정전식 터치 인식이 가능하다. 이는 상기 터치부(105)의 접촉면(305)이 작으면 작을수록 터치부(105)의 전기적 저항도 작아져야 정전식 터치 인식이 가능함을 의미하며, 결과적으로 터치부(105)의 전기적 저항은 접촉면(305)의 면적과도 일정한 상관관계를 지니게 된다.

또한 사람의 손가락을 입력수단으로 이용하는 정전식 터치스크린에서 정전식 터치에 의한 정전 변화를 감지하는 회로는 정전식 터치가 발생하는 시점에 사람의 인체와 형성되는 직렬 회로를 이용하여 정전식 터치를 감지하도록 설계되어 있다. 즉, 상기 정전식 터치스크린은 터치 패널의 전도성 매체(예컨대, ITO)에 미세 전류가 흐르고 있는 상태(또는 고주파가 형성된 상태)에서 사람의 손가락이 접촉(또는 근접)하여 터치하는 경우에 사람의 인체와 형성되는 직렬 회로 구조를 이용하여 정전 변화를 감지하고 그 위치를 판독하여 정전식 터치를 인식하게 되는데, 이 때 상기 직렬 회로에 동시에 터치되는 터치 점의 개수가 증가할수록 직렬 회로 구조의 특성 상 각 터치 점들의 정전 변화량은 유효한 정전식 터치로 감지 가능하게 설정된 범위를 벗어나게 될 확률이 증가한다. 예를들어, 일부 정전식 터치스크린의 경우 복수의 터치 점이 터치되더라도 상기 정전식 터치스크린의 터치 셀 구조 상 각 터치 점이 각기 다른 셀과 직렬 회로를 연결한다면 복수의 터치 점을 모두 인식 가능하지만, 어느 하나의 직렬 회로에 복수의 터치 점이 동시에 직렬 회로를 연결할 경우 이를 모두 인식할 수 없게(예컨대, 하나의 직렬 회로에 3개 이상의 터치 점이 직렬 회로를 연결할 경우 3개의 터치 점을 모두 인식 불가)될 수 있다. 따라서 정전식 터치스크린에서 정전식 터치를 인식하는 직렬 회로 구조의 특성 상 상기 터치부(105)의 전기적 저항은 모두 인식 가능하게 터치모듈(100)에 구비할 수 있는 터치부(105)의 개수와도 일정한 상관관계를 지닌다. 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 프레임부(110)의 일측영역(115)에 구비되는 복수의 터치부(105)에 대한 기하학적 관계는 상기 복수의 터치부(105) 중 3개 이상 터치부(105)를 일렬로 배치하는 일렬 배치 구조를 배제하는 기하학적 관계를 포함하는 것이 바람직하며, 바람직하게 상기 기하학적 관계는 도면1a와 같이 상기 복수의 터치부(105) 중 3개 이상 터치부(105)를 일렬로 배치하지 않는 임의 배치 구조를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 터치부(105)의 접촉면(305)에 대한 바람직한 실시예는 다음과 같다.

본 발명의 제1 접촉면(305) 실시예에 따르면, 상기 터치부(105)의 접촉면(305)은 직경 6㎜(±0.5㎜) 내지 7㎜(±0.5㎜)의 원형 접촉면(305), 또는 상기 원형 접촉면(305)에 대응하는 접촉 면적을 지닌 타원형 또는 다각형의 형상으로 제작되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제2 접촉면(305) 실시예에 따르면, 상기 터치부(105)의 접촉면(305)은 직경 5㎜(±0.5㎜) 내지 7㎜(±0.5㎜)의 원형 접촉면(305), 또는 상기 원형 접촉면(305)에 대응하는 접촉 면적을 지닌 타원형 또는 다각형의 형상으로 제작되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제3 접촉면(305) 실시예에 따르면, 상기 터치부(105)의 접촉면(305)은 직경 4㎜(±0.5㎜) 내지 7㎜(±0.5㎜)의 원형 접촉면(305), 또는 상기 원형 접촉면(305)에 대응하는 접촉 면적을 지닌 타원형 또는 다각형의 형상으로 제작되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제4 접촉면(305) 실시예에 따르면, 상기 터치부(105)의 접촉면(305)은 직경 3㎜(±0.5㎜) 내지 7㎜(±0.5㎜)의 원형 접촉면(305), 또는 상기 원형 접촉면(305)에 대응하는 접촉 면적을 지닌 타원형 또는 다각형의 형상으로 제작되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제5 접촉면(305) 실시예에 따르면, 상기 터치부(105)의 접촉면(305)은 5*5㎜(±0.5㎜) 내지 6*6㎜(±0.5㎜)의 사각 접촉면(305), 또는 상기 사각 접촉면(305)에 대응하는 접촉 면적을 지닌 원형 또는 다각형의 형상으로 제작되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제6 접촉면(305) 실시예에 따르면, 상기 터치부(105)의 접촉면(305)은 4*4㎜(±0.5㎜) 내지 6*6㎜(±0.5㎜)의 사각 접촉면(305), 또는 상기 사각 접촉면(305)에 대응하는 접촉 면적을 지닌 원형 또는 다각형의 형상으로 제작되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제7 접촉면(305) 실시예에 따르면, 상기 터치부(105)의 접촉면(305)은 3*3㎜(±0.5㎜) 내지 6*6㎜(±0.5㎜)의 사각 접촉면(305), 또는 상기 사각 접촉면(305)에 대응하는 접촉 면적을 지닌 원형 또는 다각형의 형상으로 제작되는 것이 바람직하다.

상기 제1 내지 제7 접촉면(305) 실시예에 따르면, 상기 터치부(105)의 접촉면(305)은 7㎜(±0.5㎜)의 원형 접촉면(305)에 대응하는 접촉 면적(예컨대, 38.465㎟(+5.69㎟))보다 크지 않은 접촉 면적으로 제작되는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 터치부(105)의 접촉면(305)에 대응하는 접촉 면적이 클수록 터치모듈(100)의 터치율이 증가한다. 그런데 본 발명의 터치모듈(100)은 프레임부(110)의 일측영역(115)에 배치된 복수의 터치부(105)를 통해 형성되는 기하학적 관계(또는 복수의 터치부(105)가 형성하는 기하학적 관계와 터치 시점에 발생하는 터치 특성을 조합한 기하학적 특성 관계)를 식별수단 및/또는 인증수단으로 사용하는 것을 특징으로 한다. 따라서 상기 프레임부(110)의 일측영역(115)에 배치되는 터치부(105)의 개수가 증가할수록, 및/또는 상기 프레임부(110)의 일측영역(115)의 면적이 넓을수록 상기 복수의 터치부(105)를 통해 형성되는 기하학적 관계의 경우의 수가 증가하게 되고, 터치모듈(100)의 고유성(=각 터치모듈(100)에 배치되는 복수의 터치부(105)에 대한 기하학적 관계가 각 터치모듈(100)마다 서로 다른 고유한 기하학적 관계로 배치되는 특징)이 향상된다. 그런데 상기 터치모듈(100)이 터치될 정전식 터치스크린의 면적은 제한되고, 상기 정전식 터치스크린에 터치될 터치모듈(100)의 일측영역(115)의 면적은 상기 정전식 터치스크린의 면적보다 클 수 없다. 예를들어, 상기 정전식 터치스크린의 가로/세로 길이가 75㎜*50㎜라면, 상기 터치모듈(100)의 일측영역(115)은 직경 50㎜ 이내의 원형 면적, 또는 대각선의 길이가 50㎜ 미만의 사각형 면적(단, 사각형의 모서리에 홈을 형성하여 대각선 길이를 50㎜ 미만으로 줄이는 대신에 사각형 1변의 길이를 홈의 반경만큼 확장 가능)으로 제작하여야 한다. 즉, 터치모듈(100)에 구비된 프레임부(110)의 일측영역(115)의 면적은 정전식 터치스크린의 면적에 의해 제한된다. 따라서 터치모듈(100)의 고유성은 제한된 면적의 일측영역(115)에 배치되는 터치부(105)의 접촉면(305)의 접촉 면적에 따라 가변적이며, 터치부(105)의 접촉면(305)에 대응하는 접촉 면적이 작을수록 제한된 면적의 일측영역(115)에 배치 가능한 터치부(105)의 개수 및/또는 지정된 개수의 터치부(105)들이 형성하는 기하학적 관계의 경우의 수가 증가한다. 따라서 본 발명은 상기 터치부(105)의 접촉면(305)이 형성하는 접촉 면적의 최대 임계 값을 7㎜(±0.5㎜)의 원형 접촉면(305)에 대응하는 접촉 면적보다 크지 않은 접촉 면적으로 정의한다.

한편 상기 터치부(105)의 접촉면(305)이 형성하는 접촉 면적의 최소 임계 값은 정전식 터치스크린마다 상이할 수 있다. 사람의 손가락을 이용한 한 점 터치를 입력수단으로 이용하는 정전식 터치스크린의 특성 상, 정전식 터치스크린은 손가락 터치에 해당하는 일정 면적 이상의 접촉 면적이 터치되어야만 안정적인 한 점 터치(여기서, 안정적인 한 점 터치라 함은 정전식 터치스크린의 표면에 오염 또는 이물질이 없는 상태에서 95% 이상의 손가락 터치 성공률을 제공하는 터치를 의미하며, 정전식 터치스크린을 탑재한 장치의 제조사에서는 안정적인 한 점 터치를 위한 최소 면적을 공개하지 않음)로 인식한다. 일부 정전식 터치스크린의 경우에는 직경 6㎜(±0.5㎜)의 원형 접촉면(305)에 대응하는 면적 이상의 접촉 면적에서 안정적인 한 점 터치를 제공하며, 다른 일부 정전식 터치스크린에서는 직경 3㎜(±0.5㎜)의 원형 접촉면(305)에 대응하는 면적의 접촉 면적에서도 안정적인 한 점 터치를 제공하기도 한다.

본 발명에 따른 터치부(105)의 전기적 저항에 대한 바람직한 실시예는 다음과 같다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 터치부(105)는 정전식 터치스크린에 터치되는 접촉면(305)과, 상기 프레임부(110)의 전도성영역에 접촉하는 소정의 접촉부분을 지니고 있는데, 본 발명에서 터치부(105)의 저항 값 수치는 소정의 저항 측정용 계측기를 사용하여 상기 접촉면(305)과 가장 먼 위치(예컨대, 정전식 터치스크린의 면을 기준으로 수직방향으로 가장 먼 위치)의 접촉부분과 상기 접촉면(305) 사이의 저항을 측정한 측정 저항 값을 의미한다.

본 발명의 제1 저항 실시예에 따르면, 상기 터치부(105)의 전기적 저항은 상기 터치부(105)의 측정 저항 값이 300Ω 이하로 제작되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제2 저항 실시예에 따르면, 상기 터치부(105)의 전기적 저항은 상기 터치부(105)의 측정 저항 값이 250Ω 이하로 제작되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제3 저항 실시예에 따르면, 상기 터치부(105)의 전기적 저항은 상기 터치부(105)의 측정 저항 값이 200Ω 이하로 제작되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제4 저항 실시예에 따르면, 상기 터치부(105)의 전기적 저항은 상기 터치부(105)의 측정 저항 값이 150Ω 이하로 제작되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제5 저항 실시예에 따르면, 상기 터치부(105)의 전기적 저항은 상기 터치부(105)의 측정 저항 값이 120Ω 이하로 제작되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제6 저항 실시예에 따르면, 상기 터치부(105)의 전기적 저항은 상기 터치부(105)의 측정 저항 값이 100Ω 이하로 제작되는 것이 바람직하다.

상기 제1 내지 제6 저항 실시예에 따르면, 상기 터치부(105)의 접촉면(305)은 측정 저항 값이 300Ω을 초과하지 않도록 제작되는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 터치부(105)의 전기적 저항이 낮을수록 터치모듈(100)의 터치율이 증가한다. 그러나 터치부(105)를 구성하는 전도성 고무의 특성 상, 터치부(105)의 전기적 저항을 낮추기 위해 전도성 탄소의 배합 비율을 높이면 경도가 증가하게 된다. 반대로 터치부(105)의 경도를 낮추기 위해 고무의 배합 비율을 높이면 터치부(105)의 전기적 저항이 증가하게 된다. 앞서 설명한 바와 같이 종래 터치펜에 사용되는 전도성 고무의 경우 한 점 터치 기반의 입력수단으로 사용되므로, 전도성 고무의 저항이 높다(예컨대, 1,000Ω 이상)고 하더라도 사용하는 데에는 아무런 지장이 없다. 또한 터치펜에 사용된 전도성 고무의 접촉 면적을 증가(예컨대, 직경 12㎜ 이상의 원형 접촉 면적)시키면 해당 전도성 고무의 저항이 아주 높다(예컨대, 10^6Ω 이상)고 하더라도 사용할 수 있다. 그런데 본 발명의 터치모듈(100)은 프레임부(110)의 일측영역(115)에 배치된 복수의 터치부(105)를 통해 형성되는 기하학적 관계(또는 복수의 터치부(105)가 형성하는 기하학적 관계와 터치 시점에 발생하는 터치 특성을 조합한 기하학적 특성 관계)를 식별수단 및/또는 인증수단으로 사용하는 것을 특징으로 한다. 따라서 정전식 터치 감지를 위해 직렬 회로 구조를 이용하는 정전식 터치스크린의 특성 상, 터치모듈(100)에 구비된 복수의 터치부(105)를 정전식 터치스크린에 터치하여 모두 터치 인식하기 위해서는 터치부(105)의 전기적 저항이 낮아야만 한다. 그러나 전도성 탄소와 비전도성의 고무를 배합하여 제작되는 전도성 고무의 특성 상, 터치부(105)의 저항을 전도성 탄소 수준으로 낮출 수는 없다. 본 발명에 따른 터치부(105)의 경도 범위를 기준으로 상기 터치부(105)의 최소 측정 저항 값은 70Ω 이상일 수 있으나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니며, 전도성 탄소와 고무를 배합하는 방식이나 각 분말의 입자크기에 따라 더 낮출 수 있다. 한편 복수의 터치부(105)에 대한 모두 터치 인식은 터치부(105)의 개수 및/또는 터치부(105)의 접촉면(305)에 대응하는 접촉 면적과도 상관관계를 지닌다. 예컨대, 모두 터치 인식할 터치부(105)의 개수가 증가할수록 터치부(105)의 저항은 낮아야 하며, 터치부(105)의 접촉 면적이 증가할수록 터치부(105)의 저항은 낮지 않더라도 무방하다.

모두 터치 인식할 터치부(105)의 개수를 고려한 터치부(105)의 전기적 저항에 대한 바람직한 실시예는 다음과 같다.

본 발명의 제1 개수-저항 실시예에 따르면, 모두 터치 인식할 터치부(105)의 개수가 3 내지 5개인 경우에, 상기 터치부(105)의 전기적 저항은 상기 터치부(105)의 측정 저항 값이 300Ω 이하로 제작될 수 있으며, 안정적인 95% 이상의 터치율을 위해서는 상기 터치부(105)의 측정 저항 값을 250Ω 이하로 제작하는 것이 바람직하다. 예를들어, 모두 터치 인식할 터치부(105)의 개수가 3 내지 5개인 경우에 생활 환경에서 정전식 터치스크린에 발생하는 약간의 오염(예컨대, 정전식 터치스크린과 터치부(105) 사이에 지문이 묻은 정도의 오염 등)에 의해서도 안정적인 95% 이상의 터치율을 제공하기 위해서는 상기 터치부(105)의 측정 저항 값을 250Ω 이하로 제작하는 것이 바람직하며, 상기 정전식 터치스크린이 청정 상태(=오염 없는 상태)에서 95% 이상의 터치율을 제공하거나 또는 생활 환경의 오염에서 95% 미만(바람직하게, 80% 이상)의 터치율을 제공하더라도 무방하다면 상기 터치부(105)의 측정 저항 값은 300Ω 이하로 제작될 수 있다. 다만 상기 터치부(105)의 측정 저항 값을 300Ω을 초과하게 제작할 경우 상기 정전식 터치스크린에 대한 생활 환경 오염에 의해 터치율이 20% 미만으로 급감하므로 상기 터치부(105)의 측정 저항 값은 300Ω 이하로 제작하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제2 개수-저항 실시예에 따르면, 모두 터치 인식할 터치부(105)의 개수가 4개 이상인 경우(단, 이 때 터치부(105)의 최대 개수는 각 정전식 터치스크린의 최대 멀티 터치 개수를 포함)에, 상기 터치부(105)의 전기적 저항은 상기 터치부(105)의 측정 저항 값이 200Ω 이하로 제작될 수 있으며, 95% 이상의 터치율을 위해서는 상기 터치부(105)의 측정 저항 값을 150Ω 이하로 제작하는 것이 바람직하다. 예를들어, 모두 터치 인식할 터치부(105)의 개수가 4개 이상인 경우에 생활 환경 오염에 의해서도 안정적인 95% 이상의 터치율을 제공하기 위해서는 상기 터치부(105)의 측정 저항 값을 150Ω 이하로 제작하는 것이 바람직하며, 상기 정전식 터치스크린이 청정 상태(=오염 없는 상태)에서 95% 이상의 터치율을 제공하거나 또는 생활 환경의 오염에서 95% 미만(바람직하게, 80% 이상)의 터치율을 제공하더라도 무방하다면 상기 터치부(105)의 측정 저항 값은 200Ω 이하로 제작될 수 있다. 한편 상기 터치부(105)의 개수가 4 또는 5개인 경우 상기 터치부(105)의 측정 저항 값이 300Ω까지는 청정 상태의 정전식 터치스크린에 대하여 95% 이상의 터치율을 제공할 수 있으나, 상기 터치부(105)의 측정 저항 값이 300Ω을 초과하게 제작할 경우 상기 정전식 터치스크린에 대한 생활 환경 오염에 의해 터치율이 20% 미만으로 급감하게 된다.

본 발명의 제3 개수-저항 실시예에 따르면, 모두 터치 인식할 터치부(105)의 개수가 5개 이상인 경우(단, 이 때 터치부(105)의 최대 개수는 각 정전식 터치스크린의 최대 멀티 터치 개수를 포함)에, 상기 터치부(105)의 전기적 저항은 상기 터치부(105)의 측정 저항 값이 120Ω 이하로 제작될 수 있다. 예를들어, 모두 터치 인식할 터치부(105)의 개수가 5개 이상인 경우에 생활 환경 오염에 의해서도 안정적인 95% 이상의 터치율을 제공하기 위해서는 상기 터치부(105)의 측정 저항 값을 120Ω 이하로 제작하는 것이 바람직하다. 한편 상기 터치부(105)의 개수가 5개인 경우 상기 터치부(105)의 측정 저항 값이 300Ω까지는 청정 상태의 정전식 터치스크린에 대하여 95% 이상의 터치율을 제공할 수 있으나, 상기 터치부(105)의 측정 저항 값이 300Ω을 초과하게 제작할 경우 상기 정전식 터치스크린에 대한 생활 환경 오염에 의해 터치율이 20% 미만으로 급감하게 된다.

상기 제1 내지 제3 개수-저항 실시예에서 상기 터치부(105)의 접촉면(305)은 7㎜(±0.5㎜)의 원형 접촉면(305)에 대응하는 접촉 면적(예컨대, 38.465㎟(+5.69㎟))보다 크지 않은 접촉 면적으로 제작되는 것이 바람직하며, 이를 초과하는 접촉 면적은 상기 측정 저항 값의 고려 대상에서 제외한다.

한편 상기 터치부(105)의 경도를 고려한 터치부(105)의 전기적 저항에 대한 바람직한 실시예에 따르면, 상기 터치부(105)의 경도가 쇼아 A 경도계 기준 70(±5) 이하인 조건에서, 생활 환경 오염에서도 안정적인 95% 이상의 터치율을 제공하기 위한 상기 터치부(105)의 전기적 저항은 상기 측정 저항 값이 120Ω 이하로 제작되는 것이 바람직하다. 상기 터치부(105)의 측정 저항 값이 120Ω 이하인 경우에는 터치부(105)의 개수와 무관하게 안정적인 터치율을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예에서 편의상 상기와 같은 조건을 만족하는 전도성 고무 재질로 이루어져 상기 터치모듈(100)에 구비되는 복수의 터치부(105)의 개수를 N개라고 하여 본 발명의 특징을 설명할 것이나, 상기 터치부(105)의 개수 N이 특정 수치로 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 도면1a의 실시예에서 터치모듈(100)에 구비된 전도성 고무 재질의 터치부(105) 개수는 ‘N=5’이며, 도면1b의 실시예에서 터치모듈(100)에 구비되는 복수의 터치부(105) 개수는 12개이나 이 중에서 전도성 고무 재질로 이루어진 터치부(105)의 개수는 ‘N<12’이다.

도면2a 내지 도면2h는 본 발명의 실시 방법에 따른 터치모듈(100)의 제작 과정을 도시한 도면이다.

보다 상세하게 도면2a 내지 도면2h는 전도성 고무 재질로 이루어진 N개의 터치부(105)를 지정된 기하학적 관계로 배치하여 프레임부(110)에 배치하여 터치모듈(100)을 제작하는 과정을 도시한 것으로서, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 도면2a 내지 도면2h를 참조 및/또는 변형하여 상기 터치모듈(100)의 제작 과정에 대한 다양한 실시 방법을 유추할 수 있을 것이나, 본 발명은 상기 유추되는 모든 실시 방법을 포함하여 이루어지며, 본 도면2a 내지 도면2h에 도시된 실시 방법만으로 그 기술적 특징이 한정되지 아니한다. 따라서 본 발명은 본 도면2a 내지 도면2h에 도시된 실시 방법 중 둘 이상의 실시 방법의 구성을 선택적으로 결합하거나 또는 일부 구성을 생략하여 터치모듈(100)을 제작하는 모든 실시 방법을 권리범위로 포함함을 명백하게 밝혀두는 바이다.

본 발명에 따른 터치모듈(100)은 전도성 고무 재질로 이루어진 N개의 터치부(105)와, 상기 N개의 터치부(105)를 지정된 기하학적 관계로 배치하여 고정하는 프레임부(110)를 포함하여 이루어지며, 상기 프레임부(110)는 상기 터치모듈(100)(또는 터치모듈(100)을 장착한 물건)이 인체와 접촉하는 경우에 상기 인체에 축전된 정전용량이 상기 터치부(105)까지 전달되도록 적어도 일 측에 전도성영역을 구비하여 이루어진다.

도면2a의 실시예를 참조하면, 상기 프레임부(110)는, N개의 터치부(105)를 지지하는 상판부(200)와, N개의 터치부(105)를 지정된 기하학적 관계로 매입하는 중판부(205) 및 N개의 터치부(105)를 지정된 기하학적 관계에 따라 외부로 노출시키는 하판부(210)를 포함하여 이루어진다.

상기 상판부(200)는 지정된 기하학적 관계로 프레임부(110)에 배치되는 N개의 터치부(105)를 지지하는 판의 총칭으로서, 상기 N개의 터치부(105)가 설계된 기하학적 특성 관계로 정전식 터치스크린에 터치되도록 지지한다. 바람직하게 상기 상판부(200)는 전도성 재질로 이루어지거나, 적어도 일 측에 전도성영역을 포함하여 이루어진다. 상기 상판부(200)의 전도성 재질 또는 전도성영역은 상기 터치부(105)와 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다.

상기 중판부(205)는 프레임부(110)에 배치되는 N개의 터치부(105)를 지정된 기하학적 관계로 배치하는 판의 총칭으로서, 상기 상판부(200)와 하판부(210) 사이에 배치되며, 상기 N개의 터치부(105)를 지정된 기하학적 관계로 매입하는 매입홈을 포함하여 이루어진다.

상기 터치부(105)는 상기 터치모듈(100)을 정전식 터치스크린에 터치할 경우에 정전식 터치스크린의 정전 변화를 유도하는 구성물의 총칭으로서, 바람직하게 전도성 고무 재질로 이루어질 수 있다.

상기 하판부(210)는 N개의 터치부(105)를 지정된 기하학적 관계로 노출시키는 판의 총칭으로서, 상기 중판부(205)의 하위에 배치되며, 상기 N개의 터치부(105)를 지정된 기하학적 관계로 노출시키는 노출홈을 포함하여 이루어진다. 상기 터치부(105)는 상기 노출홈을 통해 설계된 높이로 하판부(210) 외부로 돌출되거나, 또는 상기 하판부(210)와 동일한 높이로 제작될 수 있다.

본 도면2a의 실시예에서 상기 터치모듈(100)은 도면2a의 (가)와 같이 상판부(200), 중판부(205), 터치부(105) 및 하판부(210)를 준비하고, 도면2a의 (나)와 같이 상판부(200)와 중판부(205)를 합지시키면서 도면2a의 (다)와 같이 중판부(205)의 매입홈에 터치부(105)를 매입한 후, 도면2a의 (라)와 같이 하판부(210)의 노출홈을 통해 중판부(205)의 매입홈에 매입된 터치부(105)가 노출되도록 상기 하판부(210)를 중판부(205)에 합지시켜, 도면2a의 (마)와 같이 제작될 수 있다. 상기 상판부(200), 중판부(205) 및 하판부(210)는 접착제(예컨대, 전도성 접착제 등)를 통해 접착되거나, 또는 열접착법이나 볼트조립을 통해 합지될 수 있다.

도면2b의 실시예를 참조하면, 상기 터치모듈(100)은, 전도성 고무 재질로 이루어진 N개의 터치부(105)와 전도성 고무 재질로 이루어진 터치판을 일체형으로 제작한 터치판부를 포함하여 이루어지며, 상기 프레임부(110)는, 상기 터치판부를 지지하는 상판부(200)와, 상기 터치판부에 구비된 N개의 터치부(105)를 외부로 노출시키는 하판부(210)를 포함하여 이루어진다.

상기 상판부(200)는 지정된 기하학적 관계로 프레임부(110)에 배치되는 N개의 터치부(105)를 지지하는 판의 총칭으로서, 바람직하게 전도성 재질로 이루어지거나, 적어도 일 측에 전도성영역을 포함하여 이루어진다. 상기 상판부(200)의 전도성 재질 또는 전도성영역은 상기 터치부(105)와 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다.

상기 터치판부는 전도성 고무 재질로 이루어진 N개의 터치부(105)와 전도성 고무 재질로 이루어진 터치판을 일체로 하여 일체형으로 제작되며, 상기 N개의 터치부(105)를 지정된 기하학적 관계로 배치한다. 상기 터치판부는 일정 두께의 전도성 고무판을 절삭하여 제작되거나, 압축성형하여 제작될 수 있다.

상기 하판부(210)는 N개의 터치부(105)를 지정된 기하학적 관계로 노출시키는 판의 총칭으로서, 상기 터치판부의 하위에 배치되며, 상기 N개의 터치부(105)를 지정된 기하학적 관계로 노출시키는 노출홈을 포함하여 이루어진다. 바람직하게, 상기 하판부(210)는 비전도성 재질로 이루어지거나, 적어도 상기 노출홈을 통해 터치부(105)가 노출되는 일측영역(115)은 비전도성 재질 또는 비전도성영역을 포함하는 것이 바람직하다.

본 도면2b의 실시예에서 상기 터치모듈(100)은 도면2b의 (가)와 같이 상판부(200), 터치판부 및 하판부(210)를 준비하고, 도면2b의 (나)와 같이 상판부(200)와 터치판부를 합지시키면서 도면2b의 (다)와 같이 하판부(210)의 노출홈을 통해 터치판부의 터치부(105)가 노출되도록 상기 하판부(210)를 터치판부에 합지시켜, 도면2b의 (라)와 같이 제작될 수 있다. 상기 상판부(200), 터치판 및 하판부(210)는 접착제(예컨대, 전도성 접착제 등)를 통해 접착되거나, 또는 볼트조립을 통해 합지될 수 있다.

도면2c의 실시예를 참조하면, 상기 터치모듈(100)은, 전도성 고무 재질로 이루어진 N개의 터치부(105)와 전도성 고무 재질로 이루어진 터치판을 일체형으로 제작한 터치판부를 포함하여 이루어지며, 상기 프레임부(110)는, 상기 터치판부를 지지하는 상판부(200)를 포함하여 이루어진다.

본 도면2c의 실시예에서 상기 터치모듈(100)은 도면2b의 (가)와 같이 상판부(200)와 터치판부를 준비하고, 도면2c의 (나)와 같이 상판부(200)와 터치판부를 합지시켜 제작될 수 있다. 상기 상판부(200), 터치판 및 하판부(210)는 접착제(예컨대, 전도성 접착제 등)를 통해 접착되거나, 또는 볼트조립을 통해 합지될 수 있다.

도면2d의 실시예를 참조하면, 상기 프레임부(110)는, N개의 터치부(105)를 지정된 기하학적 관계로 매입하여 지지하는 상판부(200) 및 N개의 터치부(105)를 지정된 기하학적 관계에 따라 외부로 노출시키는 하판부(210)를 포함하여 이루어진다.

상기 상판부(200)는 지정된 기하학적 관계로 프레임부(110)에 배치되는 N개의 터치부(105)를 지지함과 동시에 상기 N개의 터치부(105)를 지정된 기하학적 관계로 배치하는 판의 총칭으로서, 바람직하게 전도성 재질로 이루어지거나, 적어도 일 측에 전도성영역을 포함하여 이루어진다. 상기 상판부(200)의 전도성 재질 또는 전도성영역은 상기 터치부(105)와 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다. 상기 상판부(200)는 상기 N개의 터치부(105)를 지정된 기하학적 관계로 매입하는 매입홈을 포함하여 이루어진다.

상기 터치부(105)는 상기 터치모듈(100)을 정전식 터치스크린에 터치할 경우에 정전식 터치스크린의 정전 변화를 유도하는 구성물의 총칭으로서, 바람직하게 전도성 고무 재질로 이루어진다.

상기 하판부(210)는 N개의 터치부(105)를 지정된 기하학적 관계로 노출시키는 판의 총칭으로서, 상기 상판부(200)의 하위에 배치되며, 상기 N개의 터치부(105)를 지정된 기하학적 관계로 노출시키는 노출홈을 포함하여 이루어진다. 바람직하게, 상기 하판부(210)는 비전도성 재질로 이루어지거나, 적어도 상기 노출홈을 통해 터치부(105)가 노출되는 일측영역(115)은 비전도성 재질 또는 비전도성영역을 포함하는 것이 바람직하다.

본 도면2d의 실시예에서 상기 터치모듈(100)은 도면2d의 (가)와 같이 상판부(200), 터치부(105) 및 하판부(210)를 준비하고, 도면2d의 (나)와 같이 상판부(200)의 매입홈에 터치부(105)를 매입한 후, 도면2d의 (다)와 같이 하판부(210)의 노출홈을 통해 상판부(200)의 매입홈에 매입된 터치부(105)가 노출되도록 상기 하판부(210)를 상판부(200)에 합지시켜, 도면2d의 (라)와 같이 제작될 수 있다. 상기 상판부(200)와 하판부(210)는 접착제(예컨대, 전도성 접착제 등)를 통해 접착되거나, 또는 열접착법이나 볼트조립을 통해 합지될 수 있다.

도면2e 또는 도면2f의 실시예를 참조하면, 상기 프레임부(110)는, N개의 터치부(105)를 지정된 기하학적 관계로 지지하는 상판부(200) 및 N개의 터치부(105)를 지정된 기하학적 관계에 따라 외부로 노출시키는 하판부(210)를 포함하여 이루어진다.

본 도면2e 또는 도면2f의 실시예에서 상기 터치모듈(100)은 도면2e 또는 도면2f의 (가)와 같이 상판부(200), 터치부(105) 및 하판부(210)를 준비하고, 도면2e 또는 도면2f의 (나)와 같이 터치부(105)를 상판부(200)에 지지시키면서, 도면2e 또는 도면2f의 (다)와 같이 하판부(210)의 노출홈을 통해 상판부(200)에 지지되는 터치부(105)가 노출되도록 상기 하판부(210)를 합지시켜, 도면2e 또는 도면2f의 (라)와 같이 제작될 수 있다. 상기 상판부(200)와 하판부(210)는 접착제(예컨대, 전도성 접착제 등)를 통해 접착되거나, 또는 열접착법이나 볼트조립을 통해 합지될 수 있다.

도면2g 또는 도면2h의 실시예를 참조하면, 상기 프레임부(110)는, N개의 터치부(105)를 지정된 기하학적 관계로 매입하여 지지하는 상판부(200)를 포함하여 이루어진다.

상기 상판부(200)는 지정된 기하학적 관계로 프레임부(110)에 배치되는 N개의 터치부(105)를 지지함과 동시에 상기 N개의 터치부(105)를 지정된 기하학적 관계로 배치하는 판의 총칭으로서, 바람직하게 전도성 재질로 이루어지거나, 적어도 일 측에 전도성영역을 포함하여 이루어진다. 상기 상판부(200)의 전도성 재질 또는 전도성영역은 상기 터치부(105)와 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다. 상기 상판부(200)는 상기 N개의 터치부(105)를 지정된 기하학적 관계로 매입하는 매입홈을 구비한다. 상기 매입홈은 절삭가공을 통해 구현될 수 있다.

본 도면2g 또는 도면2h의 실시예에서 상기 터치모듈(100)은 도면2g 또는 도면2h의 (가)와 같이 상판부(200)와 터치부(105)를 준비하고, 도면2g 또는 도면2h의 (나)와 같이 상판부(200)의 매입홈에 터치부(105)를 매입하여, 도면2g 또는 도면2h의 (다)와 같이 제작될 수 있다. 상기 터치부(105)는 전도성 고무 재질이 지닌 탄성에 의해 상기 매입홈에 매입된 상태를 유지하거나, 또는 전도성 접착제를 통해 상기 상판부(200)에 매입 고정된 상태를 유지할 수 있다.

본 도면2a 내지 도면2h의 실시예에서 각 터치모듈(100)의 프레임부(110)에 고정되는 N개의 터치부(105)는 각 터치모듈(100)마다 서로 다른 고유한 기하학적 관계를 형성하는 고유성을 지니는 것이 바람직하다. 다만 상기 N개의 터치부(105)에 의해 형성되는 기하학적 관계 이외에 상기 터치모듈(100)에 식별 및/또는 인증 가능한 특성이 부여되거나, 또는 상기 터치모듈(100)(또는 터치모듈(100)을 장착한 물건, 또는 터치모듈(100)을 운영하는 이용처 등)에 상기 N개의 터치부(105)의 기하학적 관계와 연계된 인증수단이 구비된 경우, 상기 N개의 터치부(105)가 형성하는 기하학적 관계의 고유성이 반드시 지켜져야 하는 것은 아니다.

한편 상기 터치모듈(100)에 구비되는 프레임부(110)의 일측영역(115)의 면적은 유한하고, 상기 일측영역(115)에 배치되는 N개의 터치부(105)도 설계 상 계산된 크기의 접촉 면적을 지니고 있기 때문에, 상기 일측영역(115)에 N개의 터치부(105)를 서로 다른 기하학적 관계로 배치할 수 있는 경우의 수는 제한된다. 본 발명에 따르면, 상기 터치모듈(100)의 일측영역(115)에 N개의 터치부(105)를 배치하는 위치를 설계하는 과정에서 유한한 일측영역(115)의 면적 내에 N개의 터치부(105)를 서로 다른 기하학적 관계로 배치할 수 있는 최대의 경우의 수를 도출하기 위해 최소 구별 인식 거리가 설정된다.

상기 최소 구별 인식 거리는 둘 이상의 터치부(105)를 정전식 터치스크린에 터치할 경우에 해당 정전식 터치스크린에서 둘 이상의 터치부(105)에 의한 터치 점을 서로 다른 터치 점으로 구별하여 인식할 수 있는 최소의 이격 거리를 포함한다. 예를들어, 정전식 터치스크린에서 다중 터치된 두 개의 터치 점 간 거리가 7㎜ 이내 경우에는 두 개의 터치 점을 하나의 터치 점으로 인식하고 7.5㎜ 이상인 떨어진 경우에는 두 개의 터치 점을 각기 다른 터치 점으로 구별하여 인식한다면, 상기 최소 구별 인식 거리는 7.5㎜를 포함하는 것이 바람직하다. 한편 상기 터치모듈(100)을 터치할 대상에 대응하는 정전식 터치스크린이 둘 이상이라면, 상기 최소 구별 인식 거리는 둘 이상의 정전식 터치스크린에서 다중 터치된 두 개의 터치 점을 구별하는 인식할 수 있는 최소의 이격 거리 중 더 큰 이격 거리로 설정될 수 있다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 최소 구별 인식 거리는 상기 터치부(105)의 접촉 면적과 상관 관계를 이루는 값이다. 즉, 상기 최소 구별 인식 거리는 정전식 터치스크린에 설정된 값일 수도 있지만, 허용 가능한 오차를 기준으로 가정된 임계 값을 이용하여 실험적으로 얻어지는 값이다. 예를들어, 동일한 정전식 터치스크린이라고 할지라도 터치부(105)의 접촉 면적이 25㎟인 면적(예컨대, 5㎜*5㎜의 정사각형 형태로 제작된 접촉면(305))인 경우의 최소 구별 인식 거리와 상기 터치부(105)의 접촉 면적이 38㎟보다 큰 면적(예컨대, 직경 7㎜의 원형 형태로 제작된 접촉면(305))인 경우의 최소 구별 인식 거리는 다를 수 있다. 따라서 상기 최소 구별 인식 거리는 상기 터치부(105)의 접촉 면적을 기준으로 복수의 정전식 터치스크린에 대한 실험적 데이터를 기반으로 설정되는 것이 바람직하다. 이 때 상기 최소 구별 인식 거리는 상기 터치부(105)의 접촉면(305)을 구현하는 도형의 외곽선과 외곽선 사이의 거리로 설정되는 것이 바람직하나, 이에 의해 한정되는 것은 아니며 실시 방법에 따라 상기 터치부(105)의 접촉면(305)의 중앙 부분과 중앙 부분 사이의 거리로 설정될 수도 있다.

본 발명에 따르면, 동종의 각 터치모듈(100)에 구비된 N개의 터치부(105)에 의해 형성되는 서로 다른 기하학적 관계는 정전식 터치스크린에 터치하더라도 서로 다른 기하학적 관계로 식별될 수 있는 식별성을 지녀야 한다. 정전식 터치스크린에 대한 터치는 점 터치가 아니라 면 터치이고, 정전식 터치스크린을 구비한 장치의 운영체제는 터치 면의 중점을 터치 점으로 계산하며, 지정된 거리 이상 터치 면이 이동해야 중점이 이동한 것으로 계산한다. 따라서 상기 터치모듈(100)의 프레임부(110)에 서로 다른 기하학적 관계의 N개의 터치부(105)가 정전식 터치스크린 상에 터치된 상태에서도 서로 다른 기하학적 관계로 식별되게 하기 위해 최소 식별 거리가 설정된다.

상기 최소 식별 거리는 서로 다른 기하학적 관계로 설계되어 터치모듈(100)의 프레임부(110)에 배치된 N개의 터치부(105)를 정전식 터치스크린 상에 터치된 상태에서도 서로 다른 기하학적 관계로 식별되게 하기 위해 서로 다른 터치모듈(100)에 구비된 N개의 터치부(105)들이 떨어져 있어야 하는 거리를 포함한다. 예를들어, 같은 면적의 터치 면을 3.5㎜ 이상 이동하여 정전식 터치스크린에 터치하였을 때 정전식 터치스크린을 구비한 장치의 운영체제가 3.5㎜ 이상 이동한 터치 면을 서로 다른 터치 점으로 인식한다면, 상기 최소 식별 거리는 3.5㎜보다 크거나 같은 값으로 설정될 수 있다. 여기서, 상기 최소 식별 거리는 동종의 다른 터치모듈(100)에 구비된 프레임부(110)의 일측영역(115)에 구비되는 비교 대상 터치부(105)의 중심 간 거리를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 최소 식별 거리는 정전식 터치스크린에 설정된 값일 수도 있지만, 허용 가능한 오차를 기준으로 가정된 임계 값을 이용하여 실험적으로 얻어지는 값이다. 한편 상기 터치모듈(100)을 터치할 대상에 대응하는 정전식 터치스크린이 둘 이상이라면, 상기 최소 식별 거리는 둘 이상의 정전식 터치스크린에서 터치 면의 중점 이동을 감지할 수 있는 최소의 이격 거리 중 더 큰 이격 거리로 설정될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 터치모듈(100)은 프레임부(110)에 구비된 N개의 터치부(105)를 정전식 터치스크린의 특정 방향 또는 특정 영역에 정렬할 필요 없이 아무렇게나 터치하더라도 터치모듈(100)에 구비된 N개의 터치부(105)가 정전식 터치스크린에 터치되어 N개의 터치 점이 인식되기만 하면 상기 N개의 터치 점에 의해 형성된 기하학적 관계가 기 설계된 바에 따른 설계 상의 기하학적 관계와 지정된 허용 오차 범위 내에서 매칭되는지 인증 가능한 판독성을 지녀야 한다.

본 발명의 터치모듈(100)에 구비된 N개의 터치부(105)에 대한 판독성을 위해, 상기 N개의 터치부(105)를 정전식 터치스크린에 터치하여 인식된 N개의 터치 점에 대한 좌표 회전이 수반되어야 하며, 좌표 회전에 의해서도 N개의 터치 점에 대한 기하학적 관계가 변경되거나 왜곡되어서는 안된다. 이를 위해서는 정전식 터치스크린에 터치된 N개의 터치 점을 이용하여 N개의 터치 점 중 기하학적 관계 판독 또는 좌표 회전의 기준이 되는 적어도 하나의 터치 점을 특정해낼 수 있어야 한다. 그러나 터치모듈(100)을 정전식 터치스크린의 특정 방향에 정렬하여 터치하도록 미리 정해놓거나, 또는 특정 영역에 터치하도록 미리 정해놓지 않은 상황에서, 아무렇게나 임의로 터치되는 N개의 터치 점 중 항상 동일한 터치 점을 항상 같은 기준 점으로 특정하는 것은 기술적으로 매우 난해하다.

본 발명은 터치모듈(100)에 구비된 N개의 터치부(105)를 정전식 터치스크린의 어느 방향으로 터치하더라도 N개의 터치 점 중 미리 지정해 놓은 적어도 하나의 기준 점을 특정해내기 위해, 터치모듈(100)에 구비된 N개의 터치부(105) 중 기준 점이 아닌 하나 이상의 일반 터치부(105)는 동일 조건으로 터치모듈(100)의 일측영역(115)에 구비하되, 기준 점이 되는 적어도 하나의 지정 터치부(105)는 다른 일반 터치부(105)와 다른 조건으로 터치모듈(100)의 일측영역(115)에 구비함으로써, 정전식 터치스크린에 터치된 N개의 터치 점 중 다른 조건으로 구비된 적어도 하나의 터치 점을 검출하여 기준 점으로 특정해내는 것을 특징으로 한다. 여기서 N개의 터치 점 중 기준 점을 특정해내기 위한 기준 점 특정 조건은 프레임부(110)의 일측영역(115)에 기준 점이 되는 지정 터치부(105)를 구비하는 조건과 나머지 일반 터치부(105)를 구비하는 조건을 다르게 설계 제작하는 조건, 및/또는 지정 터치부(105) 자체의 기하학적 특성을 다른 일반 터치부(105)의 기하학적 특성과 구별되게 설계 제작하는 조건(예컨대, 지정 터치부(105)와 일반 터치부(105)의 형상 또는 면적을 다르게 설계 제작하는 조건 등)을 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 방법에 따르면, N개의 터치 점 중 적어도 하나의 기준 터치 점을 특정해내기 위해 터치모듈(100)의 일측영역(115)을 N보다 작은 개수의 분할영역(400)으로 분할한 후(여기서, 분할영역(400)은 격자 구조로 분할한 분할영역(400), 상기 일측영역(115)의 중심 점을 기준으로 동심원 구조로 분할한 분할영역(400), 상기 중심 점을 기준으로 지정된 각도로 분할한 분할영역(400) 등), 각각의 분할영역(400) 상의 계산된 위치에 지정된 개수(예컨대, 분할영역(400) 당 1개)의 일반 터치부(105)를 구비하되, 기준 점이 되는 지정 터치부(105)는 상기 분할영역(400) 중 어느 하나의 분할영역(400) 상의 지정된 위치(예컨대, 모서리 부분 등)에 구비함으로써, 터치모듈(100)의 일측영역(115)에 기준 점이 되는 지정 터치부(105)를 구비하는 조건과 나머지 일반 터치부(105)를 구비하는 조건을 다르게 설계 제작할 수 있으며, 각각의 분할영역(400) 중 지정 개수를 초과한 터치부(105)를 구비한 분할영역(400) 상의 지정된 위치에 구비된 터치부(105)를 기하학적 관계 판독 또는 좌표 회전의 기준 점으로 특정해낼 수 있다. 예를들어, 터치모듈(100)의 일측영역(115)에 N개의 터치부(105)를 구비하여 터치모듈(100)을 제작하는 경우, 상기 일측영역(115)을 설계 상 n(2≤n<N)개의 분할영역(400)으로 분할한 후, 상기 n개의 분할영역(400) 상의 계산된 위치에 각기 1개의 일반 터치부(105)를 구비하되, 상기 n개의 분할영역(400) 중 하나의 영역을 지정영역(405)으로 설정하여 상기 지정영역(405)의 지정된 위치(예컨대, 모서리 부분 등)에 1개의 지정 터치부(105)를 구비하여 프레임부(110)를 제작할 수 있다. 이 때 N개의 터치 점이 형성하는 기하학적 관계와 설계 상의 기하학적 관계를 인증하는 터치인증모듈은 상기와 같이 설계 제작된 터치모듈(100)을 정전식 터치스크린에 터치한 N개의 터치 점의 구성 요소 값을 설계 상의 n개의 분할영역(400) 구조와 매칭시킨 후, 상기 n개의 분할영역(400) 중 2개의 터치 점이 존재하는 적어도 하나의 지정영역(405)을 판별하고, 상기 판별된 지정영역(405)의 지정된 위치에 존재하는 터치 점을 기준 터치 점으로 판별해낼 수 있다.

도면3는 본 발명의 실시 방법에 따른 터치부(105) 구조를 시한 도면이다.

보다 상세하게 도면3는 터치모듈(100)의 프레임부(110)에 지정된 기하학적 관계로 배치되는 터치부(105)의 구조를 도시한 것으로서, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 도면3를 참조 및/또는 변형하여 상기 터치부(105) 구조에 대한 다양한 실시 방법을 유추할 수 있을 것이나, 본 발명은 상기 유추되는 모든 실시 방법을 포함하여 이루어지며, 본 도면3에 도시된 실시 방법만으로 그 기술적 특징이 한정되지 아니한다.

본 발명의 터치부(105)는 상기 터치모듈(100)에 구비되어 정전식 터치스크린에 대한 정전 변화를 유도하여 터치 점으로 인식되는 구성물의 총칭으로서, 설계된 기하학적 관계로 프레임부(110)에 배치된다.

상기 터치부(105)는 지정된 도형(예컨대, 다각형 또는 원형 또는 타원형) 형태의 접촉면(305)을 지니게 설계 제작된다. 상기 터치부(105)의 접촉면(305)은 정전식 터치스크린에 유효하게 터치되도록 설계 상 계산된 접촉 면적을 지닌다. 상기 접촉 면적은 인체의 정전용량을 기준으로 터치 대상에 해당하는 복수의 정전식 터치스크린에서 상기 터치부(105)를 이용한 정전식 터치를 하나의 유효한 터치 점으로 인식할 수 있는 터치감도에 대응하는 면적보다 크거나 같은 면적으로 설계된다. 상기 터치모듈(100)의 터치부(105)를 서로 다른 종류의(또는 서로 다른 기종에 탑재된) 정전식 터치스크린에서 모두 유효하게 터치되도록 설계하는 경우에 각 정전식 터치스크린의 터치감도가 상이하다면, 상기 터치부(105)의 접촉 면적은 각 정전식 터치스크린에서 인식 가능한 각각의 터치감도에 대응하는 면적 중 더 큰 면적(즉, 더 작은 터치감도에 대응하는 면적) 보다 크거나 같은 면적으로 계산되는 것이 바람직하다.

상기 터치부(105)의 측면 구조는 도면3의 (가)와 같이 매입부(310)의 중앙부분에 터치몸체(300)를 구비하여 ‘T’ 형태로 제작되거나, 또는 도면3의 (나)와 같이 매입부(310)의 일 측에 치우쳐 터치몸체(300)를 구비하여 ‘Г’ 형태로 제작되거나, 또는 도면3의 (다)와 같이 별도의 매입부(310) 없이 터치몸체(300)를 포함하여 ‘I’ 형태로 제작될 수 있다.

상기 터치부(105)의 매입부(310)는 프레임부(110)에 매입홈이 구비된 경우에 상기 터치부(105)의 구성 중 상기 매입홈에 매입되는 부분에 명명되며, 상기 터치부(105)의 터치몸체(300)는 정전식 터치스크린에 터치되는 접촉면(305)을 구성하는 몸체에 명명된다.

도면3의 (가) 또는 (나)의 실시예에서 매입부(310)는 도면2a, 도면2d, 도면2e 및 도면2g 등의 실시예에서 상판부(200)에 지지되거나 또는 매입홈에 매입되는 부분을 포함하는 구성부로서, 도면2a, 도면2d, 도면2e와 같이 노출홈을 구비한 하판부(210)가 합지될 경우에 별도의 접착제를 이용하여 터치부(105)를 접착하거나 또는 터치부(105)의 재질이 지닌 탄성에 의해 터치부(105)를 고정하지 않더라도 상기 터치부(105)가 프레임부(110)에 고정되도록 하는 역할을 수행한다. 특히 매입부(310)는 전도성 고무 재질로 이루어진 터치부(105)와 상판부(200)에 구비된 전도성영역 사이의 접촉 면적을 넓혀 안정된 정전식 터치가 가능하게 하는 역할을 수행할 수 있다.

상기 터치부(105)는 소정의 탄성을 지닌 쇼아(Shore) A 경도계 기준 30 이상, 90 미만의 경도로 제작되는 것이 바람직하며, 상기 접촉면(305)의 중앙 부분이 지정된 도형 형태를 유지하면서 상기 도형 형태의 경계선 위로 일정 곡률에 따라 볼록하게 튀어 나오는 구조로 라운드(round) 처리하여 제작될 수 있다. 이와 같이 제작된 터치부(105)를 정전식 터치스크린에 터치하게 되면 터치부(105)의 접촉면(305) 중에서 일정 곡률로 볼록하게 튀어 나온 중앙 부분부터 먼저 정전식 터치스크린에 터치되게 되며, 이 상태에서 터치부(105)에 일정한 압인력이 가해지게 되면 상기 중앙 부분이 압인력에 의해 오므라들면서 결과적으로 터치부(105)의 접촉면(305) 전체가 계산된 접촉 면적을 형성하면서 정전식 터치스크린에 터치된다. 이와 같은 터치부(105)에 의해 정전식 터치스크린에 터치된 터치 면의 중점(=터치 점)은 상기 터치부(105)에 형성된 접촉면(305)의 중앙 부분에 대응되거나 적어도 계산된 오차 범위 내에서 상기 접촉면(305)의 중앙 부분에 대응된다. 한편 실시 방법에 따라 상기 라운드 처리는 생략 가능하며, 이에 의해 본 발명이 한정되지 아니한다.

상기 터치부(105)는 터치몸체(300)(또는 매입부(310) 포함)의 내부에 빈 공간을 형성하여 제작될 수 있다. 상기 터치부(105) 내부의 빈 공간은 일정 곡률로 볼록하게 튀어나온 상기 접촉면(305)의 중앙 부분이 압인력에 의해 오므라들면서 터치부(105) 내부로 수축할 수 있는 공간을 제공한다. 상기 터치모듈(100)은 사람의 손에 쥐어진 상태로 정전식 터치스크린에 터치되기 때문에, 상기 사람의 손에 의해 상기 터치부(105)에 가해지는 압인력은 정전식 터치스크린의 수직 방향 성분만 존재하는 것이 아니라, 수평 방향 성분도 존재하게 된다. 이 때 상기 터치부(105) 내부의 빈 공간은 상기 압인력에 수평 방향 성분이 존재하더라도 상기 터치부(105)의 접촉면(305)이 상기 수평 방향 성분에 의해 어느 한 쪽으로 일그러지지 않고 수직 방향 성분에 의해 터치부(105) 내부로 수축하도록 유도한다. 만약 상기 터치부(105)의 접촉면(305)의 압인력에 의해 수평 방향 성분의 어느 한 쪽으로 일그러지게 되면 결과적으로 정전식 터치스크린에 터치된 면의 중점도 그만큼 일그러진 방향으로 이동하게 되어 복수의 터치 점이 형성하는 기하학적 관계의 오차가 증가하게 된다. 상기 터치부(105) 내부의 빈 공간은 이와 같은 오차 발생을 방지하거나 또는 최소화 한다.

도면4는 본 발명의 실시 방법에 따라 터치모듈(100)에 구비되는 터치부(105)의 기하학적 관계를 예시한 도면이다.

보다 상세하게 도면4는 상기 도면1a에 도시된 터치모듈(100)을 기반으로 프레임부(110)의 일측영역(115)에 복수의 터치부(105)를 배치하는 기하학적 관계를 예시한 것으로서, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 도면4를 참조 및/또는 변형하여 상기 터치부(105)의 기하학적 관계에 대한 다양한 실시 방법(예컨대, 일부 구성부가 생략되거나, 또는 세분화되거나, 또는 합쳐진 실시 방법)을 유추할 수 있을 것이나, 본 발명은 상기 유추되는 모든 실시 방법을 포함하여 이루어지며, 본 도면4에 도시된 실시 방법만으로 그 기술적 특징이 한정되지 아니한다.

본 발명에 따르면, 상기 터치모듈(100)은 프레임부(110)에 구비된 N개의 터치부(105)를 정전식 터치스크린의 특정 방향 또는 특정 영역에 정렬할 필요 없이 아무렇게나 터치하더라도 터치모듈(100)에 구비된 N개의 터치부(105)가 정전식 터치스크린에 터치되어 N개의 터치 점이 인식되기만 하면 상기 N개의 터치 점에 의해 형성된 기하학적 관계가 기 설계된 바에 따른 설계 상의 기하학적 관계와 지정된 허용 오차 범위 내에서 매칭되는지 인증 가능한 판독성을 지녀야 한다. 이와 같은 판독성은 정전식 터치스크린 상의 어느 방향으로 N개의 터치부(105)를 터치하더라도 상기 N개의 터치부(105) 중 어느 하나의 터치부(105)를 기준 점으로 정하는 규칙에 의해 확보될 수 있다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 N개의 터치부(105)의 기하학적 관계에 대한 판독성을 확보하기 위해 상기 터치모듈(100)의 일측영역(115)을 N보다 작은 n(2≤n<N)개의 분할영역(400)으로 분할한 후(여기서, 분할영역(400)은 격자 구조로 분할한 분할영역(400), 상기 일측영역(115)의 중심 점을 기준으로 동심원 구조로 분할한 분할영역(400), 상기 중심 점을 기준으로 지정된 각도로 분할한 분할영역(400) 등), 각각의 분할영역(400) 상의 계산된 위치에 지정된 개수(예컨대, 분할영역(400) 당 1개)의 일반 터치부(105)를 구비하되, 기준 점이 되는 지정 터치부(105)는 상기 분할영역(400) 중 어느 하나의 분할영역(400) 상의 지정된 위치(예컨대, 모서리 부분 등)에 구비함으로써, 터치모듈(100)의 일측영역(115)에 기준 점이 되는 지정 터치부(105)를 구비하는 조건과 나머지 일반 터치부(105)를 구비하는 조건을 다르게 설계 제작할 수 있다.

본 도면4의 실시예는 터치모듈(100)의 일측영역(115)을 설계 상 n개의 격자 구조로 분할한 후, n개의 분할영역(400) 상의 설계 상 계산된 위치 n개의 터치부(105)를 구비(즉, 분할영역(400) 당 1개의 터치부(105))를 구비하되, 상기 n개의 분할영역(400) 중 어느 하나의 지정영역(405) 상의 설계 상 지정된 위치(예컨대, 모서리 부분)에 1개의 지정 터치부(105)를 구비하는 실시예를 도시한 것이다. 그러나 본 발명의 실시예가 본 도면4에 도시된 실시예로 한정되는 것은 아니며, 다양하게 변형 또는 응용될 수 있으며, 본 발명은 이와 같은 모든 실시예를 권리범위로 포함함을 명백하게 밝혀두는 바이다.

본 도면4의 실시예를 참조하면, 터치모듈(100)에 구비된 프레임부(110)의 일측영역(115)에 N개의 터치부(105)를 배치하는 위치를 설계하는 과정에서, 상기 터치모듈(100)의 일측영역(115)을 설계 상 n개의 분할영역(400)으로 분할한다(단, 분할영역(400)은 설계 상 존재하는 것으로 실제 프레임부(110)의 일측영역(115) 상에 표시되지 않아도 무방하다). 상기 n개의 분할영역(400)에는 기하학적 관계를 형성하기 위해 설계 상 계산된 위치에 각기 1개의 터치부(105)를 배치하고, 상기 n개의 분할영역(400) 중 어느 한 지정영역(405)에는 설계 상 지정된 위치에 기준 점에 해당하는 1개의 터치부(105)를 배치하도록 설계된다. 즉, 상기 n개의 분할영역(400) 중 (n-1)개의 분할영역(400)에는 각기 1개의 터치부(105)를 배치하고, 1개의 지정영역(405)에는 2개의 터치부(105)를 배치하도록 설계된다. 바람직하게, 상기 지정된 위치는 일측영역(115)의 도형 외곽선에 접하는 위치 또는 상기 도형 외곽선의 모서리 위치에 지정될 수 있다.

상기와 같이 n개의 분할영역(400)에 N개의 터치부(105)를 배치하여 정전식 터치스크린에 터치하는 경우, 터치인증모듈은 상기 N개의 터치부(105)가 구비된 n개의 분할영역(400)을 N개의 터치 점에 매칭시켜 상기 n개의 분할영역(400) 중 2개의 터치 점이 인식된 어느 한 지정영역(405)을 확인하고, 상기 확인된 지정영역(405) 상의 지정된 위치에 구비된 터치 점을 상기 N개의 터치 점의 기준 점으로 정할 수 있다. 그리고 상기 확인된 기준 점을 기준으로 좌표 회전하면, 상기 N개의 터치부(105)를 정전식 터치스크린 상의 어느 방향으로 터치하더라도 미리 등록된 터치인증 조건의 기하학적 관계와 비교할 수 있게 된다.

본 도면4의 실시예를 참조하면, 터치모듈(100)에 구비된 프레임부(110)의 일측영역(115)을 n개의 분할영역(400)으로 분할하는 경우, 각각의 분할영역(400)과 분할영역(400) 사이에는 일정한 여백이 존재할 수 있다. 바람직하게, 상기 여백은 최소 구별 인식 거리만큼의 간격을 포함하는 것이 바람직하며, 이 경우 각 분할영역(400) 상의 어느 위치에 터치부(105)가 구비되더라도 각각의 분할영역(400)에 배치된 터치부(105)들은 항상 최소 구별 인식 거리 이상 떨어진 상태를 유지한다. 한편 본 도면4의 실시예와 같이 각 분할영역(400) 사이에 설계 상 여백을 배치할 경우 그 만큼 N개의 터치부(105)를 배치할 위치를 계산할 수 있는 일측영역(115)의 면적이 줄어들게 된다. 본 발명의 다른 실시 방법에 따르면, 상기 N개의 터치부(105)를 위치할 면적을 확보하기 위해 상기 여백을 생략하고 분할영역(400)을 분할한 후, N개의 터치부(105)를 배치할 위치를 계산하는 과정에서 각 터치부(105)들이 최소 구별 인식 거리 이상 떨어지게 계산할 수 있다.

도면5a와 도면5b는 본 발명의 실시 방법에 따른 터치모듈(100)을 이용하는 실시예를 도시한 도면이다.

보다 상세하게 본 도면5a와 도면5b는 터치모듈(100)을 도장 형태의 물건에 장착한 터치도장의 실시예를 도시한 것으로서, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 도면5a와 도면5b를 참조 및/또는 변형하여 상기 터치모듈(100)을 이용하는 다양한 실시 방법(예컨대, 일부 구성부가 생략되거나, 또는 세분화되거나, 또는 합쳐진 실시 방법)을 유추할 수 있을 것이나, 본 발명은 상기 유추되는 모든 실시 방법을 포함하여 이루어지며, 본 도면5a와 도면5b에 도시된 실시 방법만으로 그 기술적 특징이 한정되지 아니한다.

본 발명의 터치모듈(100)은 각각의 판 두께와 터치부(105)의 높이를 얇게 형성하여 카드 형태의 물건에 장착되거나 또는 카드 형태로 제작된 터치카드, 또는 손잡이부(500)를 구비한 도장 형태의 물건에 장착되거나 또는 도장 형태로 제작된 터치도장 등, 다양한 형태의 물건에 장착되거나 또는 다양한 형태로 제작될 수 있는데, 본 도면5a와 도면5b는 상기 터치모듈(100)을 도장 형태의 물건에 장착하거나 또는 도장 형태로 제작한 터치도장의 실시예를 도시한 것이다.

도면5a는 터치모듈(100)을 포함하는 터치도장을 제작하는 과정을 도시한 것이고, 도면5b는 상기 도면5a의 과정을 통해 터치모듈(100)을 포함하여 제작된 터치도장의 단면을 예시한 것이다.

도면5a를 참조하면, 터치도장은, 프레임부(110)에 복수의 터치부(105)를 설계된 기하학적 관계로 배치한 터치모듈(100)을 제작하되 상기 터치모듈(100)의 프레임부(110)에 손잡이부(500)와 연결될 결합부(520)를 구비한 후, 상기 결합부(520)를 하우징부(515)의 홈에 삽입하여 아답터부(505)와 조립함과 동시에 상기 아답터부(505)와 하우징부(515) 사이에 스프링부(510)를 구비하여 상기 터치모듈(100)이 하우징부(515)의 내부에서 바닥으로부터 일정 간격 이상 공중에 떠 있도록 제작한 후, 상기 아답터부(505)에 손잡이부(500)를 결합하여 제작된다.

상기 터치모듈(100)은 도면2a 내지 도면2h 중 적어도 하나의 제작 과정 또는 이를 응용한 제작 과정을 통해 제작되며, 바람직하게 상기 터치모듈(100)의 프레임부(110)(예컨대, 상판부(200))에는 터치도장의 손잡이부(500)(또는 아답터부(505))와 결합될 결합부(520)를 구비한다.

상기 하우징부(515)는 터치모듈(100)에 구비된 터치부(105) 또는 프레임부(110)를 외부 충격으로부터 보호함과 동시에, 상기 터치모듈(100)에 구비된 터치부(105)(예컨대, 터치부(105)의 접촉면(305))을 외부 충격에 의한 손상과 정전식 터치의 감도를 저해하는 각종 오염으로부터 보호하는 구성의 총칭으로서, 도면5a를 참조하면, 상기 하우징부(515)에는 상기 터치모듈(100)의 결합부(520)가 삽입될 홈과 스프링부(510)가 고정될 영역을 구비한다.

상기 아답터부(505)는 상기 하우징부(515)의 홈에 삽입된 터치모듈(100)의 결합부(520)와 결합되어 상기 터치모듈(100)을 손잡이부(500)와 연결하는 구성물의 총칭으로서, 상기 아답터부(505)와 하우징부(515) 사이에는 스프링부(510)를 구비함으로써, 상기 터치도장이 터치모듈(100)의 터치부(105)를 바닥으로 향하고 세워진 상태에서 상기 터치모듈(100)의 터치부(105)가 외부 충격이나 오염으로부터 보호되도록 일정 높이로 공중에 떠 있는 상태를 유지시킨다.

상기 하우징부(515)의 홈에 삽입된 결합부(520)는 상기 아답터부(505)와 볼트 조립(또는 접착제를 이용한 접착 가능)에 의해 조립되며, 상기 아답터부(505)에 손잡이부(500)를 연결하여 도면5b와 같은 터치도장이 제작된다. 상기 아답터부(505)와 손잡이부(500)는 나사 조립되거나 또는 접착제에 의해 접착될 수 있다. 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 손잡이부(500)와 하우징부(515)는 다양한 형태의 디자인으로 도안되어 제작될 수 있다.

도면5b의 (가)는 상기 도면5a의 과정을 통해 제작된 터치도장을 예시한 것이고, 도면5b의 (나)는 터치도장에 구비된 터치모듈(100)의 터치부(105)가 정전식 터치스크린에 터치된 상태를 예시한 것이다. 도면5b의 (나)의 예시를 참조하면, 터치도장에 구비된 터치모듈(100)의 터치부(105)가 정전식 터치스크린에 터치되기 위해서는 스프링부(510)의 탄성력보다 큰 힘(예컨대, 압인력)이 가해져야 한다. 그러나 상기 터치도장에 가해지는 압인력은 스프링부(510)에 의해 하우징 내부에서 정전식 터치스크린 위에 떠 있는 터치모듈(100)의 터치부(105)를 정전식 터치스크린에 터치하기 위한 힘일 뿐, 상기 압인력 자체가 터치를 유발하는 것은 아님(즉, 정전식 터치스크린이 감압식 터치를 지원하지 않는 한 감압식 터치가 아님)을 명백하게 밝혀두는 바이다.

100 : 터치모듈 105 : 터치부
110 : 프레임부 115 : 일측영역
200 : 상판부 205 : 중판부
210 : 하판부 300 : 터치몸체
205 : 접촉면 310 : 매입부
400 : 분할영역 405 : 지정영역

Claims

정전식 터치스크린에 터치되는 정전식 터치모듈에 있어서,
전도성 고무 재질로 이루어지고 상기 정전식 터치스크린에 정전식으로 터치될 접촉면을 지닌 복수의 터치부; 및
상기 복수의 터치부의 접촉면의 중점을 연결하여 형성되는 복수의 터치부들 간의 기하학적 관계를 지정된 면적의 일측영역 내에 동종의 각 터치모듈 별로 서로 중복되지 않게 고유한 기하학적 관계로 배치하며 인체의 정전용량을 상기 터치부까지 전달하는 적어도 일 측의 전도성영역을 구비한 프레임부;를 포함하며,
상기 터치부의 경도는, 상기 고유한 기하학적 관계로 배치된 복수의 터치부들을 정전식 터치스크린에 터치하여 모두 인식되는 터치율을 기 설정된 기준 비율 이상 유지하기 위해 쇼아(Shore) A 경도계 기준 60(±5) 내지 70(±5)의 경도를 포함하고,
상기 터치부의 접촉면은, 상기 일측영역의 지정된 면적 내에 구비되는 복수의 터치부들을 서로 중복되지 않는 고유한 기하학적 관계로 배치하는 경우의 수를 최대화하면서 상기 고유한 기하학적 관계로 배치된 복수의 터치부들을 정전식 터치스크린에 터치하여 모두 인식되는 터치율을 기 설정된 기준 비율 이상 유지하기 위해 직경 4㎜(±0.5㎜) 내지 7㎜(±0.5㎜)의 원형 접촉면 또는 상기 원형 접촉면에 대응하는 접촉 면적을 지닌 타원형 또는 다각형의 형상으로 제작되는 것을 특징으로 하는 정전식 터치모듈.
제 1항에 있어서, 상기 터치부의 접촉면은,
지정된 정전식 터치스크린에 대하여 인체의 정전용량에 근거하는 유효한 정전식 터치를 위해 직경 4㎜(±0.5㎜) 이상의 원형 접촉면, 또는 직경 4㎜(±0.5㎜) 이상의 원형 접촉면에 대응하는 접촉 면적을 지닌 타원형 또는 다각형의 형상으로 제작되고,
지정된 면적 안에 지정 개수의 터치부를 서로 다른 기하학적 관계로 배치하는 경우의 수를 지정 개수 이상으로 유지하기 위해 직경 7㎜(±0.5㎜) 이하의 원형 접촉면, 또는 직경 7㎜(±0.5㎜) 이하의 원형 접촉면에 대응하는 접촉 면적을 지닌 타원형 또는 다각형의 형상으로 제작되는 것을 특징으로 하는 정전식 터치모듈.
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제 1항에 있어서, 상기 기하학적 관계는,
상기 복수의 터치부 중 3개 이상 터치부를 일렬로 배치하는 일렬 배치 구조를 배제하는 기하학적 관계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 정전식 터치모듈.
제 1항에 있어서, 상기 기하학적 관계는,
상기 복수의 터치부 중 3개 이상 터치부를 일렬로 배치하지 않는 임의 배치 구조를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 정전식 터치모듈.
제 1항에 있어서,
상기 기하학적 관계는, 동종의 각 터치모듈에 구비된 프레임부의 일측영역에 배치되는 복수의 터치부 중 적어도 하나의 터치부를 적어도 3.5㎜의 최소 식별 거리 이상 이격된 다른 위치에 배치하여 동종의 각 터치모듈에 구비되는 터치부의 기하학적 관계를 서로 중복되지 않게 배치하는 기하학적 관계를 포함하며,
상기 최소 식별 거리는, 동종의 다른 터치모듈에 구비된 프레임부의 일측영역에 구비되는 비교 대상 터치부의 중심 간 거리를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 정전식 터치모듈.
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제 1항에 있어서, 상기 기하학적 관계는,
상기 프레임부의 일측영역을 상기 터치부의 개수 미만 개수의 분할영역으로 분할하고, 각 분할영역 상의 임의 계산된 위치에 각각 1개의 터치부를 배치하되, 상기 분할영역 중 적어도 하나의 지정영역 상의 지정된 위치에 적어도 하나의 터치부를 더 배치하는 기하학적 관계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 정전식 터치모듈.
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