KR102333088B1 - 터치 조작 센싱 장치, 이에 적용 가능한 센싱 코일, 및 이를 포함하는 전기 기기 - Google Patents

터치 조작 센싱 장치, 이에 적용 가능한 센싱 코일, 및 이를 포함하는 전기 기기 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 조작 센싱 장치는, 하우징과 일체로 이루어지고, 제1 절연홀을 갖는 도전성의 제1 터치부재를 포함하는 터치조작부; 상기 제1 터치부재의 내측에 배치된 센싱 코일을 포함하여, 상기 제1 터치부재의 터치시, 상기 제1 터치부재를 터치하는 터치 바디, 상기 제1 절연홀, 상기 센싱 코일의 상호 작용으로 생성되는 터치 커패시턴스에 따라 공진주파수가 가변되고, 이 공진 주파수를 갖는 발진신호를 생성하는 발진회로; 및 상기 발진회로로부터의 상기 발진신호를 이용하여 터치 조작을 검출하는 터치 검출회로; 를 포함한다.

Description

터치 조작 센싱 장치, 이에 적용 가능한 센싱 코일, 및 이를 포함하는 전기 기기{TOUCH OPERATION SENSING DEVICE AND SENSING COIL APPLICABLE TO THE SAME, AND ELECTRICAL APPARATUS HAVING THE SAME}
본 발명은 터치 조작 센싱 장치, 이에 적용 가능한 센싱 코일, 및 이를 포함하는 전기 기기에 관한 것이다.
일반적으로, 웨어러블 기기는 좀더 얇고 심플하면서 깔끔한 디자인이 선호되고 있으며 이에 따라 기존 기계식 스위치가 사라지고 있다. 이는 방진, 방수 기술의 구현이 이루어짐과 더불어, 매끄러운 디자인의 일체감 있는 모델의 개발이 이루어짐에 따라 가능해지고 있다.
현재 메탈 위를 터치하는 ToM(touch On Metal) 기술, 터치 패널을 이용한 커패시터 센싱 기법, MEMS(Micro-Electro-Mechanical-System), 마이크로 스트레인 게이지(Micro Strain Gauge) 등의 기술이 개발되고 있으며 이에 더 나아가 포스 터치기능까지 개발되는 추세이다.
기존의 기계식 스위치의 경우, 스위치 기능 구현을 위해, 내부적으로 큰 사이즈와 공간이 필요하고, 외관상으로도 외부로 튀어나오는 형태나 외부 케이스와 일체화가 아닌 구조 등으로 인하여 깔끔하지 못한 디자인과 큰 공간이 필요하다는 단점이 있다.
또한 전기적으로 연결되는 기계식 스위치의 직접적인 접촉으로 인한 감전의 위험이 있으며, 특히 기계적 스위치의 구조상 방진 방수가 곤란하다는 단점이 있다.
그리고, 기존의 스위치 장치에서는, 내부의 인덕터 소자와 관련해서, 터치 조작의 센싱 감도를 개선하기 위해, 메탈 케이스 및 인덕터 소자의 구조를 개선할 필요성이 있다.
(선행기술문헌)
(특허문헌 1) KR 10-2002-0077836 (2002.10.14)
(특허문헌 2) KR 10-2009-0120709 (2009.11.25)
(특허문헌 3) KR 10-2011-0087014 (2011.08.02)
(특허문헌 4) KR 10-2011-0087004 (2011.08.02)
(특허문헌 5) KR 10-2018-0046833 (2018.05.09)
(특허문헌 6) US 2018-0093695 (2018.04.05)
(특허문헌 7) JP 2012-168747 (2012.09.06)
(특허문헌 8) JP 2015-095865 (2015.05.18)
본 발명의 일 실시 예는, 하우징의 내측에 배치되는 인덕터 소자를 센싱 소자로 이용하는 경우, 터치부재 및 인덕터 소자의 구조를 개선하여, 센싱 감도를 향상시킬 수 있는 터치 조작 센싱 장치, 이에 적용 가능한 센싱 코일, 및 이를 포함하는 전기 기기를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 의해, 하우징과 일체로 이루어진 터치 조작부를 포함하고, 상기 터치 조작부는 제1 절연홀을 갖는 도전성의 제1 터치부재를 포함하는, 전자 기기에 적용될 수 있는 터치 조작 센싱 장치에 있어서, 상기 제1 터치부재의 내측에 배치된 센싱 코일; 상기 센싱 코일과 연결되고, 상기 제1 터치부재의 터치시, 생성되는 터치 커패시턴스에 따라 공진주파수가 가변되고, 이 공진 주파수를 갖는 발진신호를 생성하는 발진회로; 및 상기 발진회로로부터의 상기 발진신호를 이용하여 터치 조작을 검출하는 터치 검출회로; 를 포함하고, 상기 센싱 코일은, 상기 제1 절연홀과 대향하고, 제1 단자 및 제2 단자를 갖는 제1 인덕턴스 배선; 및 상기 제1 인덕턴스 배선의 제1 단자 및 제2 단자중 하나와 전기적으로 연결되고, 상기 제1 터치부재와 이격되며, 상기 제1 절연홀을 통한 터치 대상체와 커패시턴스를 형성하기 위한 제1 전도성 플레이트; 을 포함하는, 터치 조작 센싱 장치가 제안된다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시 예에 의해, 하우징과 일체로 이루어진 터치 조작부를 포함하고, 상기 터치 조작부는 제1 절연홀을 갖는 도전성의 제1 터치부재를 포함하는, 전자 기기에 내장될 수 있는 센싱 코일에 있어서, 회로부에 연결되는 제1 단자 및 제2 단자를 갖는 제1 인덕턴스 배선; 및 상기 제1 인덕턴스 배선의 제1 단자 및 제2 단자중 하나와 전기적으로 연결되고, 상기 제1 인덕턴스 배선과 절연되며, 상기 제1 절연홀을 통한 터치 대상체와 커패시턴스를 형성하기 위한 제1 전도성 플레이트; 을 포함하는 센싱 코일이 제안된다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 의해, 하우징과 일체로 이루어지고, 제1 절연홀을 갖는 도전성의 제1 터치부재를 포함하는 터치 조작부; 상기 제1 터치부재의 내측에 배치된 센싱 코일; 상기 센싱 코일과 연결되고, 상기 제1 터치부재의 터치시, 생성되는 터치 커패시턴스에 따라 공진주파수가 가변되고, 이 공진 주파수를 갖는 발진신호를 생성하는 발진회로; 및 상기 발진회로로부터의 상기 발진신호를 이용하여 터치 조작을 검출하는 터치 검출회로; 를 포함하고, 상기 센싱 코일은, 상기 제1 절연홀과 대향하고, 제1 단자 및 제2 단자를 갖는 제1 인덕턴스 배선; 및 상기 제1 인덕턴스 배선의 제1 단자 및 제2 단자중 하나와 전기적으로 연결되고, 상기 제1 터치부재와 이격되며, 상기 제1 절연홀을 통한 터치 대상체와 커패시턴스를 형성하기 위한 제1 전도성 플레이트; 을 포함하는 전자 기기가 제안된다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 하우징의 내측에 배치되는 코일 등의 인덕터 소자를 센싱 소자로 이용하는 경우, 하우징과 일체로 이루어진 터치부재 및 인덕터 소자의 구조를 개선하여, 센싱 감도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 모바일 기기의 외관 예시도이다.
도 2는 도 1의 I-I' 선 단면구조를 보이는 전기 기기 및 터치 조작 센싱 장치의 일 예시도이다.
도 3은 노터치시의 발진회로의 설명도이다.
도 4는 터치시의 발진회로의 설명도이다.
도 5는 노터치시의 발진회로의 일 예시도이다.
도 6은 터치시의 발진회로의 일 예시도이다.
도 7은 센싱 코일의 일 예시도이다.
도 8은 센싱 코일의 일 예시도이다.
도 9는 센싱 코일의 일 예시도이다.
도 10은 도 7의 센싱 코일의 접속 예시도이다.
도 11은 도 8의 센싱 코일의 접속 예시도이다.
도 12는 도 9의 센싱 코일의 접속 예시도이다.
도 13의 (a)는 기존의 스마트폰 물리키에 대한 일 예시도이고, 도 13의 (b)는 본 발명이 적용될 수 있는 스마트폰 터치키의 일 예시도이다.
이하에서는, 본 발명은 설명되는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다양하게 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 각 실시 예에 있어서, 하나의 예로써 설명되는 구조, 형상 및 수치는 본 발명의 기술적 사항의 이해를 돕기 위한 예에 불과하므로, 이에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다양하게 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 본 발명의 실시 예들은 서로 조합되어 여러 가지 새로운 실시 예가 이루어질 수 있다.
그리고, 본 발명에 참조된 도면에서 본 발명의 전반적인 내용에 비추어 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위해서, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 모바일 기기의 외관 예시도이다.
도 1를 참조하면, 본 발명이 적용될 수 있는 모바일 기기(10)는 터치 스크린(11), 하우징(500), 및 기계적인 버튼식 스위치를 대체하는 제1 터치부재(TM1)를 포함하는 터치 조작부(TSW)를 포함할 수 있다.
상기 제1 터치부재(TM1)는 상기 하우징(500)과 일체로 이루어질 수 있다. 여기서 일체라 함은, 재료의 같고 다름에 관계없이, 제조시 하나의 바디(body)로 제작되어, 제조된 이후에는 제1 터치부재가 하우징으로부터 분리될 수 없고 기구적 또는 기계적으로 분리된 구조가 아니고 전혀 빈틈이 없는 하나의 단일 구조를 의미할 수 있다.
일 예로, 제1 터치부재(TM1)는 그 중간쯤에 관통 홀인 제1 절연홀(IH1)을 포함할 수 있고, 상기 제1 절연홀(IH1)의 내부 절연상태는 특정한 물질로 채워지지 않은 빈공간(space 또는 void) 상태가 될 수 있고, 또는 절연물질(insulating material)로 채워진 상태가 될 수 있다. 일 예로, 방수 및 방습을 위해 절연물질로 빈틈없이 채워진 상태가 될 수 있다.
일 예로, 제1 절연홀(IH1)의 형태는 도 2 등에 도시된 바와같이, 원형일 수 있고, 이에 한정되지 않으며, 길쭉한 직사각형 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다.
도 1에서는 터치 조작부(TSW)가 제1 터치부재(TM1)를 포함하는 경우를 도시하고 있지만, 이는 설명의 편의를 위한 것으로, 이와 같은 1개의 제1 터치부재에 한정되는 것은 아니고, 제1 터치 부재와 같은 방식으로 터치부재 개수가 확장 될 수 있음을 이해할 수 있다.
일 예로, 도 1을 참조하면 상기 모바일 기기(10)는 스마트폰 등과 같이, 휴대 가능한 기기가 될 수 있고, 스마트 와치(Watch)와 같이, 웨어러블 기기가 될 수 있으며, 특정한 기기에 한정되지 않고, 휴대 가능하거나 착용 가능한 전기 기기, 또는 동작 제어를 위한 스위치를 갖는 전기 기기가 될 수 있다.
상기 하우징(500)은, 전기 기기의 외부에 노출되는 외측 케이스가 될 수 있다. 일 예로, 상기 터치 조작 센싱 장치가 모바일 기기에 적용되는 경우, 모바일 기기(10)의 사이드(측면)에 배치되는 커버일 수 있다. 일 예로, 상기 하우징(500)은 모바일 기기(10)의 후면에 배치되는 커버와 일체로 이루어질 수 있거나, 모바일 기기(10)의 후면에 배치되는 커버와 별도로 분리되어 이루어질 수 있다.
이와 같이, 하우징(500)은 전기 기기의 외부 케이스이면 되고, 특별히 특정 위치나, 형태나, 구조로 한정될 필요는 없다.
도 2는 도 1의 I-I' 선 단면구조를 보이는 전기 기기 및 터치 조작 센싱 장치의 일 예시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 전기 기기(10)는, 하우징(500)과 일체로 이루어진 터치조작부(TSW), 및 상기 하우징(500) 내부에 배치되는 터치 조작 센싱 장치(50)를 포함할 수 있다.
상기 터치 조작 센싱 장치(50)는, 상기 터치조작부(TSW)의 내측에 배치되는 센싱 코일(600), 발진회로(700), 및 터치 검출회로(800)를 포함할 수 있다.
상기 터치조작부(TSW)는, 하우징(500)과 일체로 이루어지고, 제1 절연홀(IH1)을 갖는 도전성의 제1 터치부재(TM1)를 포함할 수 있다.
상기 발진회로(700)는, 상기 제1 터치부재(TM1)의 내측에 배치된 센싱 코일(600)을 포함하여, 상기 제1 터치부재(TM1)의 터치시, 상기 제1 터치부재(TM1)를 터치하는 터치 바디(예, 사람 손), 상기 제1 절연홀(IH1), 상기 센싱 코일(600)의 상호 작용으로 생성되는 터치 커패시턴스에 따라 공진주파수가 가변되고, 이 공진 주파수를 갖는 발진신호(LCosc)를 생성할 수 있다.
상기 터치 검출회로(800)는, 상기 발진회로(700)로부터의 상기 발진신호(LCosc)를 이용하여 터치 조작을 검출할 수 있다.
상기 센싱 코일(600)은, 제1 인덕턴스 배선(IW1)과, 제1 전도성 플레이트(CP1)를 포함할 수 있다.
상기 제1 인덕턴스 배선(IW1)은, 상기 터치조작부(TSW)의 내측에 배치되고, 회로부(CS) 또는 발진회로(700)에 연결된 제1 단자(CT1) 및 제2 단자(CT2)를 포함할 수 있다
상기 제1 전도성 플레이트(CP1)는, 상기 제1 인덕턴스 배선(IW1)의 제1 단자(CT1) 및 제2 단자(CT2)중 하나와 전기적으로 연결되고, 상기 제1 터치부재(TM1)와 이격되며, 상기 제1 절연홀(IH1)을 통한 터치 대상체(예, 손)와 커패시턴스를 형성하도록 상기 제1 터치부재(TM1)의 내측면에 대향하여 배치될 수 있다.
일 예로, 상기 센싱 코일(600)은, 상기 제1 터치부재(TM1)와 상기 센싱 코일(600)간의 전기적인 접속을 방지하도록, 상기 제1 터치부재(TM1)의 내측면과 기설정된 간격만큼 이격되어 배치될 수 있다.
일 예로, 상기 터치 조작 센싱 장치는, 제1 절연부재(IM1)를 더 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 제1 절연부재(IM1)는, 상기 제1 터치부재(TM1)와 상기 센싱 코일(600)간의 전기적인 접속을 방지하도록, 상기 제1 터치부재(TM1)의 내측면과 상기 센싱 코일(600) 사이에 배치될 수 있다.
일 예로, 상기 제1 절연 부재(IM1)는 코팅에 의한 코팅재 또는 페인팅에 의한 페인팅재가 될 수 있으며, 절연 기능을 갖는 부재이면 족하므로, 이에 한정될 필요는 없다.본 서류에서, 상기 제1 절연홀(IH1)의 직경(Diameter)은 제1 전도성 플레이트(CP1)의 길이보다 클 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 각 도면에 대해, 동일한 부호 및 동일한 기능의 구성요소에 대해서는 가능한 불필요한 중복 설명은 생략될 수 있고, 각 도면에 대해 가능한 차이점에 대한 사항이 설명될 수 있다.
도 3은 노터치시의 발진회로의 설명도이다.
도 3을 참조하면, 상기 제1 절연홀(IH1)은, 상기 제1 터치부재(TM1)를 관통하는 관통부와, 상기 관통부에 채워진 절연물질(IM)을 포함할 수 있다.
상기 센싱 코일(600)의 제1 전도성 플레이트(CP1)와 상기 제1 터치부재(TM1)와의 사이에는 제1 절연부재(IM1)가 배치될 수 있다.
상기 제1 전도성 플레이트(CP1)는, 상기 제1 절연홀(IH1)과 대향하도록 배치될 수 있다.
상기 발진회로(700)는 센싱 코일(600), 커패시턴스 회로(710) 및 증폭회로(730)를 포함할 수 있다.
상기 센싱 코일(600)은, 기설정된 인덕턴스를 갖는 제1 인덕턴스 배선(IW1)과, 상기 제1 절연홀(IH1)을 통해 터치조작시 터치 대상체(예, 손)과의 사이에서 보다 큰 커패시턴스를 형성하기 위한 제1 전도성 플레이트(CP1)를 포함할 수 있다.
상기 커패시턴스 회로(710)는 공진을 위한 제1 커패시턴스(C1) 및 제2 커패시턴스(C2)를 포함할 수 있다.
상기 증폭회로(730)는 센싱 코일(600) 및 커패시턴스 회로(710)에 의한 공진을 유지하여 발진신호를 생성하도록 인버터 또는 증폭기를 포함할 수 있다.
도 4는 터치시의 발진회로의 설명도이고, 도 5는 노터치시의 발진회로의 일 예시도이고, 도 6은 터치시의 발진회로의 일 예시도이다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 상기 발진회로(700)는, 센싱 코일 (600), 커패시턴스 회로(710) 및 증폭회로(730)를 포함할 수 있다.
상기 센싱 코일 (600)은, 인덕턴스(Lind)를 포함할 수 있다.
상기 커패시턴스 회로(710)는, 상기 센싱 코일(600)의 제1 단자(CT1) 및 제2 단자(CT2)를 통해 상기 센싱 코일(600)에 병렬로 접속될 수 있고, 제1 커패시터 소자(CE1)에 의한 제1 커패시턴스(C1) 및 제2 커패시턴스(C2)를 포함할 수 있고, 제1 커패시턴스(C1) 및 제2 커패시턴스(C2)의 중간노드는 접지에 접속될 수 있다.
상기 증폭회로(730)는, 상기 커패시턴스 회로(710)에 병렬로 접속되어 상기 발진신호(LCosc)를 생성할 수 있다.
도 4 및 도 6을 참조하면, 상기 커패시턴스 회로(710)는, 제1 및 제2 커패시턴스(C1,C2), 및 터치 커패시턴스(CT)를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 커패시턴스(C1,C2)는 커패시터 소자(CE)에 의한 커패시턴스이다.
상기 터치 커패시턴스(CT)는, 상기 제1 터치부재(TM1)의 터치시 생성되어, 상기 제1 및 제2 커패시턴스(C1,C2)중 어느 하나에 병렬로 접속되는 커패시턴스이다. 일 예로, 터치 커패시턴스(CT)는, 터치가 있는 경우에는, 상기 제1 커패시턴스 소자(CE1)의 제1 및 제2 커패시턴스(C1+C2)중 하나(C1 또는 C2)에 병렬로 접속되며, 서로 직렬로 연결되는 복수의 커패시턴스(Cm,Cfinger,Cgnd)를 포함할 수 있다.
여기서, Cm은 터치시 제1 절연홀(IH1)과 제1 도전성 플레이트(CP1)에 의해 생성되는 커패시턴스, Cfinger는 핑거 커패시턴스, 그리고 Cgnd는 회로 접지와 어스(earth) 사이의 접지 커패시턴스가 될 수 있다.
도 7은 센싱 코일의 일 예시도이다.
도 7을 참조하면, 상기 센싱 코일(600)은, 코일 층(610), 제1 절연 층(IL1). 및 제1 도체 층(630)을 포함할 수 있다.
상기 코일 층(610)은, 상기 제1 단자(CT1) 및 제2 단자(CT2) 사이에 연결된 상기 인덕턴스 배선(IW1)을 포함할 수 있다.
상기 제1 절연 층(IL1)은, 상기 코일 층(610)의 일면에 적층되어, 상기 코일 층(610)과 상기 제1 도체 층(630)을 서로 절연시킬 수 있다.
상기 제1 도체 층(630)은, 상기 제1 절연 층(IL1)에 적층되고, 상기 제1 절연 층(IL1)에 형성된 제1 도체 비아홀(VH1)을 통해, 상기 코일 층(610)의 제1 단자(CT1) 및 제2 단자(CT2)중 하나와 전기적으로 연결된 상기 제1 전도성 플레이트(CP1)를 포함할 수 있다.
도 8은 센싱 코일의 일 예시도이다.
도 8을 참조하면, 상기 센싱 코일(600)은, 코일 층(610), 제1 절연 층(IL1), 제1 도체 층(630), 제2 절연 층(IL2), 및 제2 도체 층(650)을 포함할 수 있다.
상기 코일 층(610)은, 상기 제1 단자(CT1) 및 제2 단자(CT2) 사이에 연결된 상기 인덕턴스 배선(IW1)을 포함할 수 있다.
상기 제1 절연 층(IL1)은, 상기 코일 층(610)의 일면에 적층될 수 있고, 상기 코일 층(610)과 상기 제1 도체 층(630)을 절연시킬 수 있다.
상기 제1 도체 층(630)은, 상기 제1 절연 층(IL1)에 적층되고, 상기 제1 절연 층(IL1)에 형성된 제1 도체 비아홀(VH1)을 통해, 상기 코일 층(610)의 제1 단자(CT1) 및 제2 단자(CT2)중 하나와 전기적으로 연결된 상기 제1 전도성 플레이트(CP1)를 포함할 수 있다.
상기 제2 절연 층(IL2)은, 상기 코일 층(610)의 타면(코일층(610))에 적층될 수 있고, 상기 코일 층(610)과 상기 제2 도체 층(650)을 서로 절연시킬 수 있다.
상기 제2 도체 층(650)은, 상기 제2 절연 층(IL2)에 적층되고, 상기 제2 절연 층(IL2)에 형성된 제2 도체 비아홀(VH2)을 통해, 상기 코일 층(610)의 제1 단자(CT1) 및 제2 단자(CT2)중 다른 하나와 전기적으로 연결된 제2 전도성 플레이트(CP2)를 포함할 수 있다.
도 9는 센싱 코일의 일 예시도이다.
도 9를 참조하면, 상기 센싱 코일(600)은, 코일 층(610), 제1 절연 층(IL1), 및 제1 도체 층(630)을 포함할 수 있다.
상기 코일 층(610)은, 상기 제1 단자(CT1) 및 제2 단자(CT2) 사이에 연결된 상기 인덕턴스 배선(IW1)을 포함할 수 있다.
상기 제1 절연 층(IL1)은, 상기 코일 층(610)의 일면에 적층될 수 있고, 상기 코일 층(610)과 상기 제1 도체 층(630)을 서로 절연시킬 수 있다.
상기 제1 도체 층(630)은, 상기 제1 절연 층(IL1)에 적층되고, 상기 제1 절연 층(IL1)에 형성된 제1 도체 비아홀(VH1)을 통해, 상기 코일 층(610)의 제1 단자(CT1) 및 제2 단자(CT2)중 하나와 전기적으로 연결된 제1 전도성 플레이트(CP1)와, 상기 제1 절연 층(IL1)에 적층되고, 상기 제1 전도성 플레이트(CP1)와 이격되고 상기 제1 절연 층(IL1)에 형성된 제2 도체 비아홀(VH2)을 통해, , 상기 코일 층(610)의 제1 단자(CT1) 및 제2 단자(CT2)중 다른 하나와 전기적으로 연결된 제2 전도성 플레이트(CP2)를 포함할 수 있다.
일 예로, 제1 도전성 플레이트(CP1) 및 제2 도전성 플레이트(CP2)와의 아시는 빈공간이 될 수 있으나, 구조적인 견고성을 위해, 절연물질로 채워진 상태가 될 수 있다.
도 10은 도 7의 센싱 코일의 접속 예시도이고, 도 11은 도 8의 센싱 코일의 접속 예시도이다. 그리고, 도 12는 도 9의 센싱 코일의 접속 예시도이다.
도 7 및 도 10을 참조하면, 제1 터치부재(TM1)는 제1 절연홀(IH1)을 포함할 수 있고, 상기 제1 절연홀(IH1)은 상기 센싱 코일(600)의 제1 도전성 플레이트(CP1)와 마주 보도록 배치될 수 있다.
상기 센싱 코일(600)의 인덕턴스 배선(IW1)은 커패시턴스 회로(710) 및 증폭회로(730)와 병렬로 접속될 수 있다.
도 8 및 도 11을 참조하면, 제1 터치부재(TM1)는 제1 절연홀(IH1)을 포함할 수 있고, 상기 제1 절연홀(IH1)은 상기 센싱 코일(600)의 제1 도전성 플레이트(CP1)와 마주 보도록 배치될 수 있다.
상기 센싱 코일(600)의 인덕턴스 배선(IW1)은 커패시턴스 회로(710) 및 증폭회로(730)와 병렬로 접속될 수 있다.
도 9 및 도 12를 참조하면, 제1 터치부재(TM1)는 제1 절연홀(IH1) 및 제2 절연홀(IH2)을 포함할 수 있고, 상기 제1 절연홀(IH1)은 상기 센싱 코일(600)의 제1 도전성 플레이트(CP1)와 마주 보도록 배치될 수 있고, 상기 제2 절연홀(IH2)은 상기 센싱 코일(600)의 제2 도전성 플레이트(CP2)와 마주 보도록 배치될 수 있다.
상기 센싱 코일(600)의 인덕턴스 배선(IW1)은 커패시턴스 회로(710) 및 증폭회로(730)와 병렬로 접속될 수 있다.
본 서류에서, 상기 제1 절연홀(IH1) 및 제2 절연홀(IH2) 각각의 직경(Diameter)은 제1 전도성 플레이트(CP1) 및 제2 전도성 플레이트(CP2) 각각의 길이보다 클 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다.
도 13의 (a)는 기존의 스마트폰 물리키에 대한 일 예시도이고, 도 13의 (b)는 본 발명이 적용될 수 있는 스마트폰 터치키의 일 예시도이다.
도 13의 (a)를 참조하면, 기존의 스마트폰 물리키 BT1,BT2,BT3가 스마트폰에 설치된 예를 보이고 있다.
도 13의 (b) 참조하면, 본 발명의 터치키 TM1,TM2,TM3는 스마트폰에 설치된 예를 보이고 있다.
이상에서는 본 발명을 실시 예로써 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.
50: 터치 조작 센싱 장치
500: 하우징
600: 센싱 코일
700: 발진회로
800: 터치 검출회로
TSW: 터치조작부
TM1: 제1 터치부재
IH1: 제1 절연홀

Claims (16)

  1. 하우징과 일체로 이루어진 터치 조작부를 포함하고, 상기 터치 조작부는 제1 절연홀을 갖는 도전성의 제1 터치부재를 포함하는, 전자 기기에 적용될 수 있는 터치 조작 센싱 장치에 있어서,
    상기 제1 터치부재의 내측에 배치된 센싱 코일;
    상기 센싱 코일과 연결되고, 상기 제1 터치부재의 터치시, 생성되는 터치 커패시턴스에 따라 공진주파수가 가변되고, 이 공진 주파수를 갖는 발진신호를 생성하는 발진회로; 및
    상기 발진회로로부터의 상기 발진신호를 이용하여 터치 조작을 검출하는 터치 검출회로; 를 포함하고,
    상기 센싱 코일은,
    상기 제1 절연홀과 대향하고, 제1 단자 및 제2 단자를 갖는 제1 인덕턴스 배선; 및
    상기 제1 인덕턴스 배선의 제1 단자 및 제2 단자중 하나와 전기적으로 연결되고, 상기 제1 터치부재와 이격되며, 상기 제1 절연홀을 통한 터치 대상체와 커패시턴스를 형성하기 위한 제1 전도성 플레이트;
    을 포함하는
    터치 조작 센싱 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 센싱 코일은
    상기 제1 터치부재와 상기 센싱 코일간의 전기적인 접속을 방지하도록, 상기 제1 터치부재의 내측면과 이격되어 배치된
    터치 조작 센싱 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 터치 조작 센싱 장치는,
    상기 제1 터치부재와 상기 센싱 코일간의 전기적인 접속을 방지하도록, 상기 제1 터치부재의 내측면과 상기 센싱 코일 사이에 배치된 제1 절연부재을 더 포함하는
    터치 조작 센싱 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 절연홀은
    상기 제1 터치부재를 관통하는 관통부와, 상기 관통부에 채워진 절연물질을 포함하는
    터치 조작 센싱 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 전도성 플레이트는,
    상기 제1 절연홀과 마주하도록 배치되는
    터치 조작 센싱 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 발진회로는,
    상기 센싱 코일의 제1 인덕턴스 배선에 제1 단자 및 제2 단자를 통해 병렬로 접속된 커패시턴스 회로; 및
    상기 커패시턴스 회로에 병렬로 접속되어 상기 발진신호를 생성하는 증폭회로;
    를 포함하는 터치 조작 센싱 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 커패시턴스 회로는,
    커패시터 소자의 제1 및 제2 커패시턴스;
    상기 제1 터치부재의 터치시 생성되어, 상기 제1 및 제2 커패시턴스중 어느 하나에 병렬로 접속되는 터치 커패시턴스;
    를 포함하는 터치 조작 센싱 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 센싱 코일은,
    상기 제1 단자 및 제2 단자 사이에 연결된 상기 인덕턴스 배선을 갖는 코일 층;
    상기 코일 층의 일면에 적층된 제1 절연 층; 및
    상기 제1 절연 층에 적층되고, 상기 제1 절연 층에 형성된 제1 도체 비아홀을 통해, 상기 코일 층의 제1 단자 및 제2 단자중 하나와 전기적으로 연결된 상기 제1 전도성 플레이트을 갖는 제1 도체 층;
    를 포함하는 터치 조작 센싱 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 센싱 코일은,
    상기 제1 단자 및 제2 단자 사이에 연결된 상기 인덕턴스 배선을 갖는 코일 층;
    상기 코일 층의 일면에 적층된 제1 절연 층;
    상기 제1 절연 층에 적층되고, 상기 제1 절연 층에 형성된 제1 도체 비아홀을 통해, 상기 코일 층의 제1 단자 및 제2 단자중 하나와 전기적으로 연결된 상기 제1 전도성 플레이트을 갖는 제1 도체 층;
    상기 코일 층의 타면에 적층된 제2 절연 층; 및
    상기 제2 절연 층에 적층되고, 상기 제2 절연 층에 형성된 제2 도체 비아홀을 통해, 상기 코일 층의 제1 단자 및 제2 단자중 다른 하나와 전기적으로 연결된 제2 전도성 플레이트을 갖는 제2 도체 층;
    를 포함하는 터치 조작 센싱 장치.
  10. 제2항에 있어서, 상기 센싱 코일은,
    상기 제1 단자 및 제2 단자 사이에 연결된 상기 인덕턴스 배선을 갖는 코일 층;
    상기 코일 층의 일면에 적층된 제1 절연 층; 및
    상기 제1 절연 층에 적층된 제1 도체층; 을 포함하고,
    상기 제1 도체층은,
    상기 제1 절연 층에 형성된 제1 도체 비아홀을 통해, 상기 코일 층의 제1 단자와 전기적으로 연결된 제1 전도성 플레이트; 및
    상기 제1 전도성 플레이트와 이격되고, 상기 제1 절연 층에 형성된 제2 도체 비아홀을 통해, 상기 코일 층의 제2 단자와 전기적으로 연결된 제2 전도성 플레이트; 를 포함하는
    를 포함하는 터치 조작 센싱 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1 터치부재는
    상기 센싱 코일의 제1 도전성 플레이트와 마주 보도록 배치된 상기 제1 절연홀;
    상기 센싱 코일의 제2 도전성 플레이트와 마주 보도록 배치된 제2 절연홀;
    를 포함하는 터치 조작 센싱 장치.
  12. 하우징과 일체로 이루어진 터치 조작부를 포함하고, 상기 터치 조작부는 제1 절연홀을 갖는 도전성의 제1 터치부재를 포함하는, 전자 기기에 내장될 수 있는 센싱 코일에 있어서,
    회로부에 연결되는 제1 단자 및 제2 단자를 갖는 제1 인덕턴스 배선; 및
    상기 제1 인덕턴스 배선의 제1 단자 및 제2 단자중 하나와 전기적으로 연결되고, 상기 제1 인덕턴스 배선과 절연되며, 상기 제1 절연홀을 통한 터치 대상체와 커패시턴스를 형성하기 위한 제1 전도성 플레이트;
    을 포함하는 센싱 코일.
  13. 제12항에 있어서, 상기 센싱 코일은,
    상기 제1 단자 및 제2 단자 사이에 연결된 상기 인덕턴스 배선을 갖는 코일 층;
    상기 코일 층의 일면에 적층된 제1 절연 층; 및
    상기 제1 절연 층에 적층되고, 상기 제1 절연 층에 형성된 제1 도체 비아홀을 통해, 상기 코일 층의 제1 단자 및 제2 단자중 하나와 전기적으로 연결된 상기 제1 전도성 플레이트을 갖는 제1 도체 층;
    를 포함하는 센싱 코일.
  14. 제12항에 있어서, 상기 센싱 코일은,
    상기 제1 단자 및 제2 단자 사이에 연결된 상기 인덕턴스 배선을 갖는 코일 층;
    상기 코일 층의 일면에 적층된 제1 절연 층;
    상기 제1 절연 층에 적층되고, 상기 제1 절연 층에 형성된 제1 도체 비아홀을 통해, 상기 코일 층의 제1 단자 및 제2 단자중 하나와 전기적으로 연결된 상기 제1 전도성 플레이트을 갖는 제1 도체 층;
    상기 코일 층의 타면에 적층된 제2 절연 층; 및
    상기 제2 절연 층에 적층되고, 상기 제2 절연 층에 형성된 제2 도체 비아홀을 통해, 상기 코일 층의 제1 단자 및 제2 단자중 다른 하나와 전기적으로 연결된 제2 전도성 플레이트을 갖는 제2 도체 층;
    를 포함하는 센싱 코일.
  15. 제12항에 있어서, 상기 센싱 코일은,
    상기 제1 단자 및 제2 단자 사이에 연결된 상기 인덕턴스 배선을 갖는 코일 층;
    상기 코일 층의 일면에 적층된 제1 절연 층; 및
    상기 제1 절연 층에 적층된 제1 도체층; 을 포함하고,
    상기 제1 도체층은,
    상기 제1 절연 층에 형성된 제1 도체 비아홀을 통해, 상기 코일 층의 제1 단자와 전기적으로 연결된 제1 전도성 플레이트; 및
    상기 제1 전도성 플레이트와 이격되고, 상기 제1 절연 층에 형성된 제2 도체 비아홀을 통해, 상기 코일 층의 제2 단자와 전기적으로 연결된 제2 전도성 플레이트; 을 포함하는
    센싱 코일.
  16. 하우징과 일체로 이루어지고, 제1 절연홀을 갖는 도전성의 제1 터치부재를 포함하는 터치 조작부;
    상기 제1 터치부재의 내측에 배치된 센싱 코일;
    상기 센싱 코일과 연결되고, 상기 제1 터치부재의 터치시, 생성되는 터치 커패시턴스에 따라 공진주파수가 가변되고, 이 공진 주파수를 갖는 발진신호를 생성하는 발진회로; 및
    상기 발진회로로부터의 상기 발진신호를 이용하여 터치 조작을 검출하는 터치 검출회로; 를 포함하고,
    상기 센싱 코일은,
    상기 제1 절연홀과 대향하고, 제1 단자 및 제2 단자를 갖는 제1 인덕턴스 배선; 및
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    을 포함하는 전자 기기.

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