KR102368599B1 - 차량용 입력장치 및 그 작동방법 - Google Patents

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Abstract

입력장치의 일 실시예는, 명령이 입력되는 입력부; 상기 입력부와 이격되어 배치되는 지지부; 상기 지지부와 결합하는 인쇄회로기판; 및 상기 입력부와 상기 지지부의 이격부위에 배치되는 적어도 하나의 압전소자를 포함하고, 상기 압전소자는, 외부전원으로부터 전류를 인가받아 변형하여 상기 입력부를 상기 지지부와 대향하는 방향으로 이동시키는 것일 수 있다.

Description

차량용 입력장치 및 그 작동방법{Input apparatus for a vehicle and operating method thereof}
실시예는, 차량에 구비되는 입력장치 및 그 작동방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
차량의 크래쉬패드(crash pad)에는 각종 계기판, 영상이 재생되는 디스플레이장치, 운전자를 포함한 차량의 탑승자가 명령을 입력하기 위한 입력장치 등이 구비될 수 있다.
최근에는 터치스크린 방식의 입력장치가 기계식 입력장치를 대체해 나가고 있는 추세이다. 터치스크린 방식의 입력장치는 터치스크린 자체가 디스플레이장치이자 입력장치로 사용될 수 있으므로, 디스플레이 장치와 입력장치를 분리하여 크래쉬패드에 장착할 필요가 없으므로, 그 편리성으로 인해 기계식 입력장치를 빠르게 대체해 나가고 있는 추세이다.
이러한 터치스크린 방식의 입력장치에는 크게 감압식과 정전식으로 나눌 수 있다. 감압식에 비해 정전식이 편리하므로, 사용자들은 정전식을 선호한다.
따라서, 정전식 입력장치의 증가세가 뚜렷하고, 기존의 감압식 입력장치도 정전식 입력장치로 빠르게 대체되고 있는 추세이다.
실시예는, 차량에 구비되는 입력장치 및 그 작동방법에 관한 것이다.
실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
입력장치의 일 실시예는, 명령이 입력되는 입력부; 상기 입력부와 이격되어 배치되는 지지부; 상기 지지부와 결합하는 인쇄회로기판; 및 상기 입력부와 상기 지지부의 이격부위에 배치되는 적어도 하나의 압전소자를 포함하고, 상기 압전소자는, 외부전원으로부터 전류를 인가받아 변형하여 상기 입력부를 상기 지지부와 대향하는 방향으로 이동시키는 것일 수 있다.
입력장치의 다른 실시예는, 정전식 터치스크린 패널로 구비되고, 명령이 입력되는 입력부; 상기 입력부와 이격되어 배치되는 지지부; 상기 지지부와 결합 및 전기적으로 연결되는 인쇄회로기판; 상기 입력부와 상기 지지부의 이격부위에 배치되는 적어도 하나의 압전소자; 및 상기 지지부와 상기 입력부를 전기적으로 연결하는 연결부를 포함하고, 상기 입력부에 디스플레이되는 버튼이 배치되는 위치에 사용자가 터치방식으로 명령을 입력하는 경우 상기 압전소자가 작동하여, 상기 입력부는 상기 압전소자의 변형에 의해 상기 입력부가 이동 또는 진동하여 사용자가 명령입력이 유효함을 인식하도록 하는 것일 수 있다.
입력장치 작동방법의 일 실시예는, 입력부가 명령을 입력받는 명령입력단계; 제어부가 상기 입력부에 배치된 명령버튼 중 목표 명령버튼이 터치되었는지 여부를 판단하는 판단단계; 상기 제어부가 상기 목표 명령버튼의 위치를 좌표화하는 좌표화단계; 상기 제어부가 압전소자에 전류를 인가하는 전류인가단계; 상기 입력부가 사용자에게 명령입력이 유효함을 인식하도록 하는 피드백단계를 포함할 수 있다.
실시예에서는 차량의 탑승자가 명령입력을 위한 버튼을 정확하게 터치하는 경우, 입력부가 이동하여 탑승자에게 포스피드백(force feedback)을 제공할 수 있다.
이로인해, 차량의 탑승자는 차량의 주행 중 차량의 전방, 사이드미러, 룸미러 등을 주시하면서 버튼의 정확한 터치와 명령입력완료 여부를 용이하게 확인할 수 있으므로, 탑승자에게 편의를 제공하고 교통사고 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.
실시예에서는 각각의 버튼에 따라 상기 입력부의 진동주기 또는 진동강도가 각각 다르게 설정되므로, 사용자는 입력부를 보지 않고 복수의 버튼 중 자신이 원하는 버튼을 올바르게 터치하였는지를 인지할 수 있다.
실시예의 입력장치는 복잡한 구조의 별도의 액추에이터 대신, 간단한 구조의 압전소자를 사용하여 포스피드백을 발생시킬 수 있으므로, 입력장치를 소형화하고 크래쉬패드 밀착형으로 제작할 수 있어 차량 내부의 사용공간을 넓힐 수 있다.
도 1은 일 실시예의 입력장치를 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1의 입력장치의 일부를 나타낸 개략적인 평면도이다.
도 3은 도 1의 입력장치의 동작을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 4는 다른 실시예의 입력장치의 동작을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 5는 또 다른 실시예의 입력장치의 일부를 나타낸 개략적인 평면도이다.
도 6은 도 5의 입력장치를 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 7은 일 실시예의 입력장치 작동방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 실시예를 상세히 설명한다. 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 실시예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 실시예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
"제1", "제2" 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 또한, 실시예의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 실시예의 범위를 한정하는 것이 아니다.
실시예의 설명에 있어서, 각 element의 "상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)”로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
또한, 이하에서 이용되는 "상/상부/위" 및 "하/하부/아래" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서 이용될 수도 있다.
도 1은 일 실시예의 입력장치를 나타낸 개략적인 단면도이다. 도 2는 도 1의 입력장치의 일부를 나타낸 개략적인 평면도이다. 실시예의 입력장치는 예를 들어, 차량의 크래쉬패드(crash pad)에 장착되어, 차량의 운행시 필요한 다양한 명령을 운전자를 포함한 차량의 탑승자가 입력할 수 있는 장치일 수 있다.
실시예의 입력장치는 입력부(100), 지지부(200), 인쇄회로기판(300), 압전소자(400)(piezoelectric element), 연결부(500) 및 하우징(600)을 포함할 수 있다.
입력부(100)는 사용자(H)에 의해 명령이 입력되는 부위이고, 예를 들어 정전식 터치스크린 패널로 구비될 수 있다. 입력부(100)는 사용자(H)가 손으로 명령을 입력할 수 있는 버튼(110)이 구비될 수 있다.
즉, 상기 입력부(100)는 사용자(H)가 터치하여 명령을 입력하도록, 상기 입력부(100)에 디스플레이되는 복수의 명령입력 버튼(110)이 구비될 수 있다. 이때, 상기 버튼(110)은 예를 들어, 상기 입력부(100)에 디스플레이되는 아이콘 또는 문자입력판으로 구비될 수 있다.
또한, 상기 입력부(100)에 구비되는 복수의 버튼(110)의 갯수, 배치위치는 다양하게 선택될 수 있으며, 예를 들어, 터치스크린 패널이 구비되는 모바일 기기와 마찬가지로, 어느 하나의 버튼(110)이 터치되면 새로운 복수의 버튼(110)이 다시 디스플레이될 수도 있다.
지지부(200)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 입력부(100)와 이격되어 배치되고, 인쇄회로기판(300)과 결합하여 상기 인쇄회로기판(300)을 지지할 수 있다.
또한, 지지부(200)는 상기 인쇄회로기판(300)과 전기적으로 연결되고, 연결부(500)를 통해 입력부(100)와 전기적으로 연결되어, 입력부(100)로부터 입력되는 명령신호를 인쇄회로기판(300)에 전송하는 통로역할을 할 수 있다.
실시예에서 지지부(200)와 인쇄회로기판(300)은 하우징(600)에 결합하여 고정될 수 있고, 따라서 하기에 설명하는 압전소자(400)가 변형하는 경우에도 지지부(200)와 인쇄회로기판(300)은 이동하지 않을 수 있다.
인쇄회로기판(300)은 상기 지지부(200)와 결합하고, 지지부(200) 및 연결부(500)를 통해 입력부(100)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 인쇄회로기판(300)은 입력부(100)로부터 입력되는 명령신호를 차량에 구비되는 각종 장치에 전달하고, 입력부(100)를 제어하며 전류를 인가하는 역할을 할 수 있다.
따라서, 상기 인쇄회로기판(300)은 입력부(100)로부터 전송되는 명령신호를 처리하고 입력부(100)에 제어신호를 전송하고 전류를 인가하기 위한, IC칩(310)을 포함한 각종의 능동소자, 수동소자가 구비될 수 있다.
상기한 바와 같이, 상기 지지부(200)는 상기 인쇄회로기판(300)과 결합하여 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 실시예의 입력장치는 상기 지지부(200)와 상기 입력부(100)를 전기적으로 연결하는 연결부(500)를 구비할 수 있다.
따라서, 상기한 바와 같이, 인쇄회로기판(300)은 지지부(200)와 연결부(500)를 통해 상기 입력부(100)와 전기적으로 연결될 수 있다.
이때, 상기 연결부(500)는 입력부(100)의 이동에 따라 변형이 가능하도록 구비되는 것이 적절하므로, 상기 연결부(500)는 예를 들어 유연재질의 회로기판 또는 전선다발 등으로 구비될 수 있다.
하우징(600)은 상기 지지부(200)와 인쇄회로기판(300)을 수용하고 이들을 고정하는 역할을 할 수 있다. 상기 하우징(600)은 예를 들어, 차량의 크래쉬패드를 장착하는 부위에 형성될 수 있다.
한편, 도 1을 참조하면, 예를 들어 연결부(500)는 상기 지지부(200)와 결합하고 전기적으로 연결되기 위해 상기 하우징(600)에 통공(미도시)이 형성되고, 상기 연결부(500)의 일측 단부는 상기 통공을 관통하여 지지부(200)와 결합하고 전기적으로 연결될 수 있다.
압전소자(400)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 입력부(100)와 상기 지지부(200)의 이격부위(SP)에 배치될 수 있다. 이때, 상기 압전소자(400)는 상기 이격부위(SP)에서 지지부(200)와 입력부(100)에 각각 접촉하도록 구비될 수 있다.
상기 압전소자(400)는 외부전원으로부터 전류를 인가받아 변형하여, 도 2에 화살표로 도시된 바와 같이, 상기 입력부(100)를 상기 지지부(200)와 대향하는 방향으로 이동시킬 수 있다. 압전소자(400)에 전류인가가 중단되면 상기 입력부(100)는 도 1에 도시된 것처럼 상기 지지부(200) 방향으로 다시 이동하여 원위치로 복귀할 수 있다.
실시예에서 상기 입력부(100)의 이동범위는 사용자(H)가 입력부(100)의 이동을 명확히 감지할 정도에서 적절히 설정할 수 있는데, 예를 들어 입력부(100)의 이동범위는 수백 마이크로미터 이내로 설정할 수 있다.
즉, 상기 압전소자(400)는 상기 인쇄회로기판(300) 또는 별도의 케이블을 통해 외부전원과 전기적으로 연결될 수 있고, 외부전원으로부터 전류를 인가받으면 압전효과에 의해 변형할 수 있다.
이러한 압전소자(400)의 변형으로 상기 압전소자(400)의 부피가 증가하는 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 입력부(100)는 압전소자(400)에 의해 가압되어 지지부(200)와 대향하는 방향으로 이동하고, 이로 인해 사용자(H)는 지지부(200)가 이동하였음을 감지할 수 있다.
차량의 탑승자는 필요한 명령을 입력장치에 입력하기위해 버튼(110)을 터치하는 경우, 차량의 주행 중에는 차량의 전방, 사이드미러, 룸미러 등을 주시해야 하므로, 입력부(100)에 디스플레이되는 버튼(110)을 응시하면서 버튼(110)을 터치하기 어려운 경우가 흔히 발생할 수 있다.
이러한 경우, 탑승자는 상기 버튼(110)을 정확하게 터치하였는지 알기 어렵다. 따라서 실시예의 입력장치는 탑승자가 버튼(110)을 정확하게 터치하였는지를 육안으로 육안으로 확인할 필요없이, 입력부(100)가 이동하는지 여부를 감지함으로써 확인할 수 있다.
즉, 실시예에서는 차량의 탑승자가 명령입력을 위한 버튼(110)을 정확하게 터치하는 경우, 입력부(100)가 이동하여 탑승자에게 포스피드백(force feedback)을 제공할 수 있다.
이로인해, 차량의 탑승자는 차량의 주행 중 차량의 전방, 사이드미러, 룸미러 등을 주시하면서 버튼(110)의 정확한 터치와 명령입력완료 여부를 용이하게 확인할 수 있으므로, 탑승자에게 편의를 제공하고 교통사고 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.
실시예에서, 상기 입력부(100)에 디스플레이되는 상기 버튼(110)이 배치되는 위치에 사용자(H)가 터치방식으로 명령을 입력하는 경우 상기 압전소자(400)가 작동할 수 있다.
만약, 상기 버튼(110)이 배치되는 곳이 아닌 위치를 사용자(H)가 터치하는 경우, 압전소자(400)는 변형하지 않고, 따라서, 사용자(H)는 포스피드백을 받을 수 없다.
포스피드백을 받지 않는 경우, 사용자(H)는 다시 버튼(110)을 터치하여 상기 버튼(110)이 터치되면 사용자(H)는 포스피드백을 받아 명령입력이 완료되었음을 인지할 수 있다.
한편, 상기 압전소자(400)는 외부전원으로부터 전류를 인가받아 주기적으로 변형하여 상기 입력부(100)에 진동을 발생시킬 수 있다.
이러한 진동발생은 예를 들어, 외부전원으로부터 압전소자(400)에 인가되는 전류의 인가주기를 적절히 제어하여 구현할 수 있다. 다른 실시예로, 전류가 인가되면 주기적으로 팽창 및 수축을 반복하는 구조 및 기능을 가진 압전소자(400)를 사용하여 입력부(100)에 진동을 발생시킬 수 있다.
한편, 상기 압전소자(400)는 구, 타원구, 육면체, 다각형의 입체, 곡선형의 입체 기타 변형에 의해 입력부(100)의 이동 또는 진동을 발생시킬 수 있는 것이라면 어떠한 입체적 형상으로도 형성될 수 있다.
또한, 상기 압전소자(400)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 일 실시예로 복수로 구비되고, 각각의 상기 압전소자(400)는 상기 입력부(100) 전체영역에 대향하도록 배치될 수 있다.
또한, 일 실시예로 상기 복수의 압전소자(400)가 모두 변형하여 이들과 접촉하는 입력부(100) 전체가 이동 또는 진동하여 사용자(H)에게 포스피드백을 줄 수 있다.
도 3은 도 1의 입력장치의 동작을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다. 이하에서는 도 3을 참조하여 입력장치의 동작에 관한 다양한 실시예를 설명한다.
실시예의 입력장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 압전소자(400)가 작동하는 경우, 상기 입력부(100)는 상기 압전소자(400)의 변형에 의해 상기 입력부(100)가 이동 또는 진동하여 사용자(H)가 명령입력이 유효함을 인식하도록 할 수 있다.
이때, 상기한 바와 같이, 지지부(200) 및 인쇄회로기판(300)은 하우징(600)에 의해 고정되므로, 압전소자(400)가 변형하는 경우 상기 입력부(100)가 이동하고 지지부(200) 및 인쇄회로기판(300)은 이동하지 않는다.
지지부(200) 및 인쇄회로기판(300)은 이동하지 않으므로, 압전소자(400)가 팽창하여 지지부(200)와 입력부(100)를 각각 가압하더라도, 입력부(100)만 이동할 수 있는 것이다. 다만, 지지부(200) 및 인쇄회로기판(300)은 압전소자(400)의 주기적 변형에 의해 약한 진동이 발생할 수는 있다.
한편, 복수의 상기 버튼(110)은 각각의 버튼(110)에 따라 상기 입력부(100)의 진동주기 또는 진동강도가 각각 다르게 설정될 수 있다.
이는 어느 하나의 버튼(110)과 대향되는 위치 즉, 오버랩(overlap)되거나, 오버랩되지는 않지만 설정된 범위 내에서 인접하는 위치에 배치되는 적어도 하나의 압전소자(400)와, 다른 버튼(110)과 대향되는 위치에 배치되는 다른 압전소자(400)의 진동주기 또는 진동강도를 각각 다르게 설정하여 구현될 수 있다.
만약, 사용자(H)가 자신이 원하지 않는 버튼(110)을 터치한 경우, 사용자(H)가 경험상 알고 있는 진동주기 또는 진동강도와 다른 진동주기 또는 진동강도의 포스피드백이 발생할 수 있다.
이 경우 사용자(H)는 이미 터치한 버튼(110)을 다시 터치하는 방식 등으로 이미 입력된 명령을 취소하고, 애초에 자신이 원하는 버튼(110)을 터치하여 원하는 명령을 입력할 수 있다.
따라서, 실시예에서는 각각의 버튼(110)에 따라 상기 입력부(100)의 진동주기 또는 진동강도가 각각 다르게 설정되므로, 사용자(H)는 입력부(100)를 보지 않고 복수의 버튼(110) 중 자신이 원하는 버튼(110)을 올바르게 터치하였는지를 인지할 수 있다.
상기 입력부(100)는, 예를 들어, 상기 외부전원으로부터 상기 압전소자(400)에 인가되는 전류량에 따라 진동강도가 제어될 수 있다. 이때, 상기 압전소자(400)는 인가되는 전류량에 따라 변형량이 달라지는 성질을 가진 것일 수 있다.
즉, 압전소자(400)에 인가되는 전류량에 따라 압전소자(400)의 변형량이 제어될 수 있고, 압전소자(400)의 변형량 제어에 의해 이와 접촉하는 입력부(100)의 진동강도가 제어될 수 있다.
또한, 상기 입력부(100)는, 예를 들어, 상기 외부전원으로부터 상기 압전소자(400)에 인가되는 전류의 인가주기에 따라 진동주기가 제어될 수 있다.
즉, 압전소자(400)에 인가되는 전류의 인가주기에 따라 압전소자(400)의 변형주기가 제어될 수 있고, 압전소자(400)의 변형주기 제어에 의해 이와 접촉하는 입력부(100)의 진동주기가 제어될 수 있다.
상기 입력부(100)는, 다른 실시예로, 상기 외부전원으로부터 상기 압전소자(400)에 인가되는 전류량 또는 상기 압전소자(400)의 변형주기에 따라 진동주기가 제어될 수 있다.
이때, 상기 압전소자(400)는 인가되는 전류량에 따라 진동주기가 달라지는 성질을 가진 것일 수 있다. 다른 실시예로, 복수의 압전소자(400) 각각은 동일한 양의 전류가 인가되어도 변형주기를 서로 달리하는 서로 다른 성질을 가진 것들이 상기 이격부위(SP)에 서로 다른 위치에 각각 배치될 수 있다.
즉, 압전소자(400)에 인가되는 전류량 또는 압전소자(400) 각각의 고유의 변형주기에 따라 압전소자(400)의 변형주기가 제어될 수 있고, 압전소자(400)의 변형주기 제어에 의해 이와 접촉하는 입력부(100)의 진동주기가 제어될 수 있다.
도 4는 다른 실시예의 입력장치의 동작을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다. 실시예에서, 상기 압전소자(400)는 상기 입력부(100) 일부영역에서만 변형하도록 구비될 수 있다.
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 압전소자(400)는 사용자(H)가 상기 입력부(100)를 터치하는 영역에서만 변형하도록 구비될 수 있다. 이때, 압전소자(400)의 변형이 발생하는 영역은 사용자(H)의 터치 위치와 오버랩되는 위치 또는 오버랩되는 위치와 설정된 범위내에서 인접한 위치일 수 있다.
실시예와 같이 입력부(100) 일부영역만 변형 즉, 이동 또는 진동하도록 구비되는 경우, 입력부(100) 전체가 변형하는 경우에 비해, 입력장치의 작동에 필요한 전력소비량을 줄일 수 있다.
또한, 입력부(100) 전체가 변형하는 경우에 비해, 입력장치의 내구성이 증가하는 효과가 있다. 예를 들어, 입력장치 전체가 변형하는 경우, 도 3을 참조하면, 입력장치의 상측 및 하측에 배치되는 연결부(500)가 모두 변형하고, 연결부(500)가 지속적으로 변형하면 양측 연결부(500)가 입력부(100) 또는 지지부(200)로부터 모두 떨어져 나갈 수 있다.
입력부(100) 일부영역만 변형하는 경우, 도 4를 참조하면, 일측 연결부(500)만 변형하고, 타측 연결부(500)는 변형하지 않거나 변형량이 작을 수 있고, 따라서 입력장치 전체가 변형하는 경우에 비해 양측 연결부(500)가 입력부(100) 또는 지지부(200)로부터 모두 떨어져 나가는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 입력부(100) 전체가 변형하는 경우 복수의 압전소자(400) 전체가 변형하는 반면, 입력부(100) 일부가 변형하는 경우 복수의 압력소자 중 일부만 변형하므로 압전소자(400)의 변형횟수를 줄일 수 있어 압전소자(400)의 내구성이 향상될 수 있다.
도 5는 또 다른 실시예의 입력장치의 일부를 나타낸 개략적인 평면도이다. 도 6은 도 5의 입력장치를 나타낸 개략적인 단면도이다. 실시예에서 상기 압전소자(400)는 복수로 구비되고, 각각의 상기 압전소자(400)는 상기 입력부(100)의 일부영역에 대향하도록 배치될 수 있다.
실시예에서 입력부(100)는 디스플레이부(120)가 배치될 수 있다. 상기 디스플레이부(120)는 계기판, 네비게이션의 지도, 전방카메라 또는 후방카메라에서 촬영되는 영상 기타 다양한 영상, 이미지 등을 디스플레이할 수 있고, 상기 입력부(100)의 일부를 차지할 수 있다.
따라서, 버튼(110)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 입력부(100)에서 상기 디스플레이부(120)가 차지하는 영역을 제외한 나머지 영역에 배치될 수 있다.
상기한 구조를 가진 입력부(100)가 차량에 장착되는 경우, 압전소자(400)는 버튼(110)이 배치되는 영역에 대향하도록 배치되는 것이 적절할 수 있다. 디스플레이부(120)가 배치되는 영역에는 버튼(110)이 배치되지 않는 구조이므로 디스플레이부(120)가 배치된 영역에는 압전소자(400)를 배치할 필요가 없기 때문이다.
실시예에서, 압전소자(400)가 입력부(100)의 일부영역에만 배치되므로, 도 4를 참조하여 상술한 바와 유사한 이유로, 입력장치의 내구성을 높일 수 있는 효과가 있다.
한편, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 입력장치는 입력부(100) 전체가 디스플레이부로 구비될 수 있다. 즉, 모바일 기기, 스마트폰처럼, 아이콘, 문자입력판 등으로 구현되는 버튼(110)과 디스플레이부는 동일한 영역에 배치될 수 있다.
실시예의 입력장치는 복잡한 구조의 별도의 액추에이터 대신, 간단한 구조의 압전소자(400)를 사용하여 포스피드백을 발생시킬 수 있으므로, 입력장치를 소형화하고 크래쉬패드 밀착형으로 제작할 수 있어 차량 내부의 사용공간을 넓힐 수 있다.
또한, 복잡한 구조의 별도의 액추에이터를 사용하여 포스피드백을 발생시키는 입력장치에 비해 간단한 구조로 구비되므로 내구성도 뛰어나다.
도 7은 일 실시예의 입력장치 작동방법을 나타낸 순서도이다. 이하에서는 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 내용과 중복된 부분의 중복설명은 가급적 생략한다.
실시예의 입력장치 작동방법은, 도 7에 도시된 바와 같이, 명령입력단계(S110), 판단단계(S120), 좌표화단계(S130), 전류인가단계(S140) 및 피드백단계(S150)를 포함할 수 있다.
실시예의 입력장치 작동방법은 차량에 구비되는 제어부(미도시)에 의해 전체적으로 제어될 수 있다. 상기 제어부는 예를 들어, 상기 인쇄회로기판(300) 및 외부전원과 연결될 수 있다.
명령입력단계(S110)에서는 입력부(100)가 명령을 입력받을 수 있다. 사용자(H)는 입력부(100)에 배치되는 명령버튼(110)을 터치함으로써 자신이 원하는 명령을 상기 입력부(100)에 입력할 수 있다.
판단단계(S120)에서는 제어부가 상기 입력부(100)에 배치된 명령버튼(110) 중 목표 명령버튼(110)이 터치되었는지 여부를 판단할 수 있다.
목표 명령버튼(110)이 터치된 경우 좌표화단계(S130)를 진행하고, 목표 명령버튼(110)이 터치되지 않은 경우 다시 상기 명령입력단계(S110)로 회귀하여 사용자(H)는 다시 입력부(100)에 배치된 자신이 원하는 목표 명령버튼(110)을 터치하여 판단단계(S120)를 진행할 수 있다.
목표 명령버튼(110)이 터치되었는지 여부는, 상기한 바와 같이, 피드백단계(S150)에서 발생하는 포스피드백에 의해 사용자(H)가 인지할 수 있다.
좌표화단계(S130)에서는 상기 제어부가 상기 목표 명령버튼(110)의 위치를 좌표화할 수 있다. 이러한 좌표화단계(S130)는, 도 4를 참조하여 상술한 바와 같이, 입력부(100) 일부영역만 변형 즉, 이동 또는 진동하도록 구비되는 경우, 그 일부영역을 특정하기 위해 필요하다.
또한, 상기 좌표화단계(S130)는 상기 제어부가 목표 명령버튼(110)의 위치를 특정하여 그 버튼(110)에 설정된, 다른 버튼(110)과 구별되는, 고유의 진동주기 또는 진동강도를 가진 포스피드백을 발생시키기 위해 필요하다.
전류인가단계(S140)에서는 상기 제어부가 압전소자(400)에 전류를 인가할 수 있다. 상기 전류인가단계(S140)에서는, 상기한 실시예에 따라, 복수로 구비되는 각각의 상기 압전소자(400) 중 상기 목표 명령버튼(110)이 위치하는 영역 및 그 인접영역에 배치되는 상기 압전소자(400)에만 전류를 인가할 수 있다. 이는 상기 좌표화단계(S130)에서 목표 명령버튼(110)의 위치를 특정함으로써 가능한다.
또한, 상기 전류인가단계(S140)에서는, 상기한 실시예에 따라, 상기 제어부가 상기 외부전원으로부터 상기 압전소자(400)에 인가되는 전류의 인가주기를 제어하여, 피드백단계(S150)에서 상기 입력부(100)의 진동주기가 제어되도록 할 수도 있다.
피드백단계(S150)에서는 상기 압전소자(400)의 변형에 의해 상기 입력부(100)가 이동 또는 진동하여 포스피드백(force feedback)을 발생시킬 수 있다. 사용자(H)는 포스피드백을 감지하여 자신이 원하는 버튼(110)을 터치하여 명령입력을 완료했는지 여부를 인지할 수 있다.
실시예와 관련하여 전술한 바와 같이 몇 가지만을 기술하였지만, 이외에도 다양한 형태의 실시가 가능하다. 앞서 설명한 실시예들의 기술적 내용들은 서로 양립할 수 없는 기술이 아닌 이상은 다양한 형태로 조합될 수 있으며, 이를 통해 새로운 실시형태로 구현될 수도 있다.
100: 입력부
110: 버튼
120: 디스플레이부
200: 지지부
300: 인쇄회로기판
310: IC칩
400: 압전소자
500: 연결부
600: 하우징
SP: 이격부위
H: 사용자
S110: 명령입력단계
S120: 판단단계
S130: 좌표화단계
S140: 전류인가단계
S150: 피드백단계

Claims (21)

  1. 명령이 입력되는 입력부;
    상기 입력부에 디스플레이되는 명령 입력을 위한 복수의 버튼;
    상기 입력부와 이격되어 배치되는 지지부;
    상기 지지부와 전기적으로 연결되는 인쇄회로기판;
    상기 입력부와 상기 지지부의 이격부위에 상기 입력부 전체영역에 대향하도록 배치되는 복수의 압전소자; 및
    상기 지지부와 상기 인쇄회로기판을 수용하고 고정하는 하우징을 포함하고,
    상기 압전소자는,
    사용자가 터치방식으로 상기 입력부에 명령을 입력하는 경우 외부전원으로부터 전류를 인가받아 고유의 변형주기에 따라 사용자가 상기 입력부를 터치하는 일부 영역에서만 변형하여 상기 입력부에 진동을 발생시키고, 각각의 버튼에 따라 상기 입력부의 진동주기 또는 진동강도가 각각 다르게 설정되고,
    상기 입력부의 양단부와 상기 하우징의 양단부를 연결하여 상기 지지부와 상기 입력부가 전기적으로 연결되도록 연결하는 복수의 연결부를 더 포함하고,
    사용자가 터치방식으로 상기 입력부에 명령을 입력하는 경우 상기 연결부는 터치가 발생한 일부 영역에서만 변형하는 차량용 입력장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압전소자는,
    외부전원으로부터 전류를 인가받아 주기적으로 변형하여 상기 입력부에 진동을 발생시키는 것을 특징으로 하는 차량용 입력장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 입력부는,
    정전식 터치스크린 패널로 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 입력장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 압전소자가 작동하는 경우, 상기 입력부는 상기 압전소자의 변형에 의해 상기 입력부가 이동 또는 진동하여 사용자가 명령입력이 유효함을 인식하도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 입력장치.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 입력부는,
    상기 외부전원으로부터 상기 압전소자에 인가되는 전류량에 따라 진동강도가 제어되는 것을 특징으로 하는 차량용 입력장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 입력부는,
    상기 외부전원으로부터 상기 압전소자에 인가되는 전류의 인가주기에 따라 진동주기가 제어되는 것을 특징으로 하는 차량용 입력장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 입력부는,
    상기 외부전원으로부터 상기 압전소자에 인가되는 전류량 또는 상기 압전소자의 변형주기에 따라 진동주기가 제어되는 것을 특징으로 하는 차량용 입력장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 버튼은,
    아이콘 또는 문자입력판으로 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 입력장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
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