KR20070097837A

KR20070097837A - 입력 소자

Info

Publication number: KR20070097837A
Application number: KR1020060028610A
Authority: KR
Inventors: 김범성; 오현호; 이돈희; 이헌민; 좌용호
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-03-29
Filing date: 2006-03-29
Publication date: 2007-10-05

Abstract

본 발명은 사용자에 의해 가해진 압력의 세기 및 그 압력분포를 감지함으로써 다양한 신호(정보)를 수신/출력할 수 있는 입력 소자에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명의 실시예에 따른 입력 소자는, 제1 방향으로 정렬된 제1 전극들과; 상기 제1 전극들 상에 위치된 감압 센서와; 상기 감압 센서 상에 위치되고, 제2 방향으로 정렬된 제2 전극들과; 상기 제1 전극들로부터 출력되는 전기적인 신호들을 수신하는 제1 다중화기와; 상기 제2 전극들로부터 출력되는 전기적인 신호들을 수신하는 제2 다중화기로 구성된다.

Description

입력 소자{INPUT DEVICE}

도1은 본 발명의 실시예에 따른 입력 소자의 구성을 나타낸 도이다.

도2는 본 발명의 실시예에 따른 입력 소자의 제1 전극들을 나타낸 도이다.

도3은 본 발명의 실시예에 따른 입력 소자의 감압 센서를 나타낸 도이다.

도4는 본 발명의 실시예에 따른 입력 소자에 적용된 감압 센서의 아날로그적 저항 변화와 압력의 관계를 나타낸 모식도이다.

도5는 본 발명의 실시예에 따른 입력 소자에 가해진 압력에 따른 상기 입력 소자의 저항 값의 관계를 나타낸 도이다.

도6은 다수의 입력 소자들에 적용된 다중화기를 나타낸 도이다.

***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***

11: 제1 전극들 12: 감압 센서

13: 제2 전극들 14: 제1 다중화기

15: 프로세서 16: 제2 다중화기

본 발명은 전자 기기에 관한 것으로서, 특히 전자 기기의 입력 소자에 관한 것이다.

최근에는 휴대 단말기, 게임 기기, PDA(personal digital assistant), PMP(Portable Multimedia Player) 등과 같은 이동 전자 기기가 널리 사용되고 있다. 또한, 디지털 카메라 기능이나 MP3 플레이어 기능, 그리고 동영상 재생 기능 등을 갖는 휴대 전화기 등이 이미 개발되어 있다.

그러나, 휴대 전화기와 같은 이동 전자 기기를 사용하는 사용자는 이동 전자 기기에 적용된 키 패드 버튼이나 외장형 키보드를 사용하여 정보(명령)를 입력해야만 한다. 즉, 종래 기술에 따른 이동 전자 기기를 사용하는 사용자는 스위치의 온-오프 동작을 통해 정보를 입력하였다. 예를 들면, 종래 기술에 따른 입력 소자는 사용자에 의해 눌려지거나 또는 얼마나 오랫동안 눌려졌는가에 따라 신호를 전달하였다.

따라서, 본 발명의 목적은, 사용자에 의해 가해진 압력의 세기 및 그 압력 분포(면적)를 감지할 수 있는 입력 소자를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 사용자에 의해 가해진 압력의 세기 및 그 압력분포(면적)를 감지함으로써 다양한 신호(정보)를 수신/출력할 수 있는 입력 소자를 제공하는데 있다.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 입력 소자는, 제1 방향으로 정렬된 제1 전극들과; 상기 제1 전극들 상에 위치된 감압 센서와; 상기 감 압 센서 상에 위치되고, 제2 방향으로 정렬된 제2 전극들과; 상기 제1 전극들로부터 출력되는 전기적인 신호들을 수신하는 제1 다중화기와; 상기 제2 전극들로부터 출력되는 전기적인 신호들을 수신하는 제2 다중화기로 구성된다.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 입력 소자는, 제1 방향으로 정렬된 제1 전극들과; 상기 제1 전극들 상에 위치되고, 압력의 변화에 따라 내부 저항 값이 변하는 감압 센서와; 상기 감압 센서 상에 위치되고, 제2 방향으로 정렬된 제2 전극들과; 상기 제1 전극들로부터 출력되는 전압 값들을 수신하는 제1 다중화기와; 상기 제2 전극들로부터 출력되는 전압 값들을 수신하는 제2 다중화기와; 상기 제1 다중화기 및 상기 제2 다중화기로부터 출력되는 전압 값들을 근거로 입력 소자에 가해진 압력의 세기 및 상기 압력의 면적을 결정하는 프로세서를 포함하며, 여기서, 상기 감압 센서의 저항 값은 상기 전압 값과 비례 관계인 것을 특징으로 한다.

이하에서는, 사용자에 의해 가해진 압력의 세기 및 그 압력분포(면적)를 감지함으로써 다양한 신호(정보)를 수신/출력할 수 있는 입력 소자의 바람직한 실시예를 도1~도6을 참조하여 상세히 설명한다.

도1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 입력 소자는, 제1 방향(예를 들면, x축 방향)으로 정렬된 제1 전극들(11)과; 상기 제1 전극들(11) 상에 위치된 감압 센서(12)와; 상기 감압 센서(12) 상에 위치되고, 상기 제1 전극들(11)과 교차되는 제2 방향(예를 들면, y축 방향)으로 정렬된 제2 전극들(13)과; 상기 제1 전극들(11)로부터 독립적으로 출력되는 각 전기적인 신호(전압)를 수신하고, 그 각 전기적인 신호를 출력하는 제1 다중화기(multiplexer,　MUX)(14)와; 상기 제2 전극들(13)로부터 독립적으로 출력되는 각 전기적인 신호를 수신하고, 그 각 전기적인 신호를 출력하는 제2 다중화기(16)로 구성된다. 여기서, 프로세서(15)는 상기 제1 다중화기(14) 및 상기 제2 다중화기(16)로부터 출력되는 전기적인 신호를 근거로 상기 압력의 세기 및 그 압력의 분포를 결정하고, 그 결정된 압력의 세기 및 그 압력의 분포를 근거로 다양한 제어 신호를 발생한다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 입력 소자를 제조하는 방법을 도2-3을 참조하여 설명한다.

먼저, 상기 제1 전극들(11)은 제1 방향(예를 들면, x축 방향)으로 정렬된다. 여기서, 상기 제1 전극들(11)의 개수는 사용 목적에 따라 다수 개(예를 들면, 1~1,000개)가 사용될 수 있다.

상기 제1 다중화기(14)는 상기 제1 전극들(11)에 각각 연결되고, 상기 제1 전극들(11)로부터 독립적으로 출력되는 각 전기적인 신호를 수신하고, 그 각 전기적인 신호를 상기 프로세서(15)에 출력한다. 여기서, 상기 다중화기 대신에 다수의 개별적으로 독립된 신호를 동시에 송수신할 수 있는 다양한 송수신 장치가 사용될 수도 있다.

상기 감압 센서(12)는 상기 제1 전극들(11) 상에 위치된다. 상기 감압 센서 (12)는, 도전성 물질이 균일하게 분산된 탄성 고무로서, 그 도전성 물질이 분산된 상태이지만 전기 저항이 높은 탄성 고무의 양면에 연결된 전극들 간의 저항은 도전성 탄성 고무 수준의 높은 전기 저항을 갖는다. 따라서, 상기 감압 센서(12)가 특정 압력으로 눌려지면 감압 센서(12)의 높이가 감소하여 부피 변화가 감소하게 된다. 이때, 그 도전성 물질은 접촉에 의해 전극들 간의 도전 경로를 제공하여 전기 저항의 감소를 유도한다. 더욱 높은 압력으로 상기 감압 센서(12)를 누르면 탄성 변형 량은 더욱 늘어나고 전극들 간의 도전 경로를 더욱 증가시켜 더욱 감소한 전기 저항을 나타낸다. 그러므로, 입력 소자를 강하게 누르면 감압 센서의 저항 값이 낮아짐으로 x축 방향 및 y축 방향 전극들(11, 13)을 통해 낮은 전압이 출력되고, 입력 소자를 약하게 누르면 상기 감압 센서(12)의 저항 값이 높아짐으로 x축 방향 및 y축 방향 전극들(11, 13)을 통해 높은 전압이 출력된다. 즉, x축 방향 및 y축 방향 전극들(11, 13)로부터 출력되는 전압 값이 가해진 압력에 따라 아날로그 식으로 변화하기 때문에 여러 단계의 압력 영역을 전압 값의 변화로 검출할 수 있다.

상기 제2 전극들(13)은, 상기 감압 센서(12) 상에 위치되고, 상기 제1 전극들(11)과 서로 교차되는 제2 방향(예를 들면, y축 방향)으로 정렬된다. 여기서, 상기 제2 전극들(13)의 개수는 사용 목적에 따라 다수 개(예를 들면, 1~1,000개)가 사용될 수 있다.

상기 제2 다중화기(16)는 상기 제2 전극들(13)에 각각 연결되고, 상기 제2 전극들(13)로부터 독립적으로 출력되는 각 전기적인 신호를 수신하고, 그 각 전기적인 신호를 상기 프로세서(15)에 출력한다.

상기 프로세서(15)는 상기 제1 다중화기(14) 및 상기 제2 다중화기(16)로부터 출력되는 전기적인 신호를 근거로 상기 압력의 세기 및 그 압력의 분포를 결정한다. 예를 들면, 입력 소자에 가해진 압력과 그 입력 소자의 전극들(11, 13)로부터 출력되는 전압 값은 서로 반비례 관계이므로, 압력이 세면 전압 값은 작으며, 압력이 약하면 전압 값은 높아진다. 또한, 상기 압력의 분포와 상기 전압 값들의 발생 수는 비례 관계에 있으므로, 압력 분포가 높으면 다수의 전압 값들이 발생되고, 압력 분포가 좁으면 소수의 전압 값들이 발생된다. 따라서, 상기 프로세서(15)는 상기 제1 다중화기(14) 및 상기 제2 다중화기(16)로부터 출력되는 전압 값들을 근거로 상기 압력의 세기 및 그 압력의 분포를 결정할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 입력 소자는, 이동 통신 단말기의 음량을 조절하거나, 수신 상태를 변경하는 등의 기능을 간편하게 수행할 수도 있다. 예를 들면, 상기 입력 소자가 이동 통신 단말기의 볼륨 제어 버튼에 적용되었을 때 상기 입력 소자의 프로세서(15)는, 압력의 세기가 기준 값보다 강하면서 압력의 분포가 기준 값보다 넓으면 볼륨을 빠르게 높이기 위한 제어 신호를 발생하고, 압력의 세기가 기준 값보다 강하면서 압력의 분포가 기준 값보다 좁으면 볼륨을 천천히 높이기 위한 제어 신호를 발생하고, 압력의 세기가 기준 값보다 약하면서 압력의 분포가 기준 값보다 좁으면 볼륨을 천천히 낮추기 위한 제어 신호를 발생하고, 압력의 세기가 기준 값보다 약하면서 압력의 분포가 기준 값보다 넓으면 볼륨을 빠르게 낮추기 위한 제어 신호를 발생한다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 단지 하나의 입력 소자는 다양한 정보를 수신함과 동시에 다양한 정보를 출력할 수도 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 입력 소자를 부드럽게 쓰다듬거나 충격을 가하는 등 압력을 주어 특정 기능을 수행하도록 명령할 수도 있다. 예를 들면, 동일한 힘으로 입력 소자에 압력을 가하더라고 손가락과 같은 작은 면적으로 압력을 가하는 경우와 손바닥과 같은 넓은 면적으로 압력을 가하는 경우가 서로 다르므로, 압력의 세기와 분포를 통해 사용자의 감성을 논리적으로 입력 소자에 입력할 수도 있다.

도4는 본 발명의 실시예에 따른 입력 소자에 적용된 감압 센서의 아날로그적 저항 값 변화와 압력의 관계를 나타낸 모식도이다. 즉, 입력 소자의 전극들로부터 출력되는 전압 값들은 상기 감압 센서의 저항 변화에 의해 결정된다.

도4에 도시한 바와 같이, 이동 통신 단말기와 같은 이동 전자 기기에 적용된 입력 소자의 표면에 인가된 압력의 세기와 분포(면적)를 감지하여 사용자의 명령을 입력하도록 설계된 입력 소자의 작동을 표현한 모식도 이다. 예를 들면, 사용자가 입력 소자의 표면을 누르면 원형으로 표시된 압력을 받는 면적이 발생한다. 상기 압력이 가해진 면적에서도 위치에 따라 압력 분포가 다르게 발생한다. 즉, 상기 프로세서(15)는 제1 및 제2 다중화기(14, 16)에 연결된 그물 형(mesh) 전극들의 저항 값들을 근거로 압력의 세기 및 그 압력의 분포를 결정한다. 여기서, 사용자에 의해 입력 소자에 가해진 압력과 그 입력 소자의 전압 값은 서로 반비례 관계이므로, 압력이 세면 전압 값은 작으며, 압력이 약하면 전압 값은 높아지고, 압력 분포가 넓으면 다수의 전압 값들이 검출되고, 압력 분포가 좁으면 소수의 전압 값들이 검출된다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 입력 소자는 이동 통신 단말기의 버튼뿐만 아니라 전자 기기의 문자 입력 버튼, 기능 입력 버튼, 게임용 버턴 등과 같은 다양한 버튼들에 적용될 수도 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 하나의 입력 소자에 사용되는 다중화기의 개수는 x좌표용 적극과 y좌표용 전극을 위해 2개가 필요하지만, 2개의 다중화기가 다수의 입력 소자들의 x좌표용 적극과 y좌표용 전극에 연결될 수도 있다.

이하에서는, 다수의 입력 소자들의 x좌표용 적극들과 y좌표용 전극들에 적용된 다중화기를 도6을 참조하여 설명한다.

도6에 도시한 바와 같이, 제1 다중화기(21)는 다수의 입력 소자들에 적용된 x축 전극들(예를 들면, x1, x2, x3, x4)에 연결되고, 상기 제2 다중화기(22)는 상기 다수의 입력 소자들에 적용된 y축 전극들(예를 들면, y1, y2, y3)에 연결된다. 이때, 프로세서(23)는 상기 제1 다중화기(21) 및 상기 제2 다중화기(22)로부터 출력되는 전기적인 신호를 근거로 상기 압력의 세기 및 그 압력의 분포를 결정한다. 즉, 다수의 입력 소자들의 x축 전극들을 제1 다중화기(21)에 연결하고, y축 전극들을 제2 다중화기(22)에 연결함으로써 다중화기의 개수를 감소시킬 수도 있다.

본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따 라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 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 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 입력 소자는 사용자에 의해 가해진 압력의 세기 및 그 압력의 분포를 검출할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시예에 따른 입력 소자는 사용자에 의해 가해진 압력의 세기 및 그 압력의 분포를 검출함으로써 다양한 명령(정보)을 수신/출력할 수 있는 효과도 있다.

Claims

제1 방향으로 정렬된 제1 전극들과;

상기 제1 전극들 상에 위치된 감압 센서와;

상기 감압 센서 상에 위치되고, 제2 방향으로 정렬된 제2 전극들과;

상기 제1 전극들로부터 출력되는 전기적인 신호들을 수신하는 제1 송수신 장치와;

상기 제2 전극들로부터 출력되는 전기적인 신호들을 수신하는 제2 송수신 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 입력 소자.
제1항에 있어서,

상기 감압 센서는,

압력의 변화에 따라 내부 저항 값이 변하는 센서인 것을 특징으로 하는 입력 소자.
제1항에 있어서,

상기 감압 센서는,

도전성 물질을 갖는 탄성 고무인 것을 특징으로 하는 입력 소자.
3항에 있어서,

상기 전기적인 신호들은,

상기 탄성 고무의 저항 변화에 의해 상기 제1 및 제2 전극들로부터 출력되는 전압 값들인 것을 특징으로 하는 입력 소자.
제4항에 있어서,

상기 감압 센서에 가해지는 압력과 상기 전압 값은 반비례 관계인 것을 특징으로 하는 입력 소자.
제4항에 있어서,

상기 감압 센서에 가해지는 압력의 분포와 상기 전압 값의 발생 수는 비례 관계인 것을 특징으로 하는 입력 소자.
제1항에 있어서,

상기 제1 송수신 장치 및 상기 제2 송수신 장치로부터 출력되는 전기적인 신호를 근거로 상기 입력 소자에 가해진 압력의 세기 및 상기 압력의 면적을 결정하는 프로세서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입력 소자.
제7항에 있어서,

상기 프로세서는,

상기 감압 센서의 저항 변화에 의해 상기 제1 및 제2 전극들로부터 출력되는 전압 값들을 근거로 상기 압력의 세기를 결정하고, 상기 제1 및 제2 전극들로부터 출력되는 전압 값들의 발생 수를 근거로 상기 압력의 면적을 결정하는 것을 특징으로 하는 입력 소자.
제1항에 있어서,

상기 제1 및 제2 송수신 장치는,

다중화기인 것을 특징으로 하는 입력 소자.
제1 방향으로 정렬된 제1 전극들과;

상기 제1 전극들 상에 위치되고, 압력의 변화에 따라 내부 저항 값이 변하는 감압 센서와;

상기 감압 센서 상에 위치되고, 제2 방향으로 정렬된 제2 전극들과;

상기 제1 전극들로부터 출력되는 전압 값들을 수신하는 제1 다중화기와;

상기 제2 전극들로부터 출력되는 전압 값들을 수신하는 제2 다중화기와;

상기 제1 다중화기 및 상기 제2 다중화기로부터 출력되는 전압 값들을 근거로 입력 소자에 가해진 압력의 세기 및 상기 압력의 면적을 결정하는 프로세서를 포함하며, 여기서, 상기 감압 센서의 저항 값은 상기 전압 값과 비례 관계인 것을 특징으로 하는 입력 소자.
제10항에 있어서,

상기 프로세서는,

상기 결정된 압력의 세기 및 상기 압력의 면적을 근거로 다양한 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 입력 소자.
제10항에 있어서,

상기 입력 소자는,

이동 통신 단말기의 버튼에 적용되는 것을 특징으로 하는 입력 소자.
제10항에 있어서,

상기 입력 소자는,

전자 기기의 버튼에 적용되는 것을 특징으로 하는 입력 소자.
제10항에 있어서,

상기 감압 센서는,

도전성 물질이 분산된 탄성 고무인 것을 특징으로 하는 입력 소자.