KR20080005070U

KR20080005070U - 휴대용 접촉식 키입력장치

Info

Publication number: KR20080005070U
Application number: KR2020070006999U
Authority: KR
Inventors: 이봉우; 민동진; 조재영
Original assignee: (주)멜파스
Priority date: 2007-04-27
Filing date: 2007-04-27
Publication date: 2008-10-30
Also published as: US20080266269A1

Abstract

본 고안 휴대용 접촉식 키입력장치는, 인쇄회로기판(PCB:Printed Circuit Board)에 터치형 전극을 내장시키고 이 터치형 전극에 대응하여 평판상으로 패드형태의 키(KEY)를 형성하며 외부의 장치와 유무선 통신을 통해 접속 및 신호전송을 할 수 있도록 구성함으로써, 문자 또는 기능을 나타내는 키데이타(key data)를 입력할 수 있는, 키입력장치에 관한 것이다.

본 고안은, 인쇄회로기판(PCB) 일정 수납공간에 다수의 패드형 터치전극이 위치되고, 이에 대응시켜 상부 평면상으로 패드키를 형성하고 있는 패드키 터치패널과; 상기 다수의 패드키로부터 입력받은 신호를 처리하여 키신호를 생성하며, 유무선 통신을 통해 외부장치로 키입력 데이터를 전송하는 신호연산모듈을 포함된다.

따라서, 본 고안은 손으로 타이핑하여 입력하는 것이 가능하도록 각 키패드의 크기를 줄여 다수의 키들이 배열된 상태에서의 전체적인 크기가 작으며, 연성인쇄회로기판(FPCB:Flexible Printed Circuit Board)으로 형성하는 경우 감거나 접어 휴대할 수 있으면서도, 유무선 통신을 통해 외부장치와 키입력 데이터의 전송이 가능함으로써, 사용자들로부터 좋은 반응이 있을 것으로 예상된다.

입력장치, 키보드, 휴대, 접촉, 터치, 연성

Description

휴대용 접촉식 키입력장치{Portable touch-type keyboard}

도 1은 본 고안의 일실시예에 따른 휴대용 접촉식 키입력장치의 사시도.

도 2는 도 1 실시예에 대한 전면도.

도 3은 도 1 실시예에 대한 단면도.

도 4는 도 1 실시예의 작동을 설명하기 위한 블럭도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 ; 키입력장치 100k ; 패드키

110 ; 패드키 터치패널

111 ; FPCB 112 ; 터치전극

113 ; 패드필름 115 ; 양면테이프

120 ; 신호연산모듈

121 ; AD컨버터 122 ; 마이크로프로세서

123 ; 메모리 124 ; 신호전송단

124a ; 무선전송단 124b ; 유선연결단

본 고안은 문자 또는 기능을 나타내는 키데이타(key data)를 입력하는 키입력장치에 관한 것으로, 인쇄회로기판(PCB:Printed Circuit Board)에 터치형 전극을 내장시키고 이 터치형 전극에 대응하여 평판상으로 패드형태의 키(KEY)를 형성하며 외부의 장치와 유무선 통신을 통해 접속 및 신호전송을 할 수 있도록 구성함으로써, 휴대하여 편리하게 사용할 수 있는, 휴대용 접촉식 키입력장치를 제시한 것이다.

IT 및 나노 등 첨단 정밀 기술이 발달함에 따라 기존의 장치나 기기들이 다기능화, 복합화 되고 있다. 동시에 경박화, 소형화가 진행되어 그 크기는 오히려 작아지고 있다. 이러한 경향에 따라 휴대함으로써 시간이나 장소에 구애받지 않고 편리하게 사용할 수 있는 키입력장치가 요구되고 있는 실정이다.

이러한 요구에 따른 휴대할 수 있는 다양한 형태의 키입력장치가 개발되기도 했지만, 종래의 키입력장치는 키보드의 크기가 클 뿐만 아니라, 2단, 3단과 같이 몇 개의 단으로 구분하여 형성함으로써 제조과정에 있어 그 구조적인 형성이 힘들고,딱딱하여 휴대하는 데에도 불편함 점이 많았다.

접거나 감는 형태의 종래 키입력장치도 전체적인 크기가 커서 혹 접거나 감는 경우에도 펼친상태에 비해 크기는 작아지지만 전체적인 크기나 두께가 두터워져 휴대하기가 용이하지 않는 불편함이 있었다.

아울러 PDA(Personal Data Assistance), 모바일폰, PMP 등 작은 크기의 데이터 단말장치들이 정밀하게 발달함에 따라, 보다 효율적이고 사용하기 편하면서도 휴대하기 간편한 새로운 형태의 입력장치에 대한 요구가 증가하고 있다.

따라서 전술한 문제점을 해결하기 위한 본 고안의 목적은, 손으로 타이핑하여 입력하는 것이 가능하도록 각 키패드의 크기를 줄여 다수의 키들이 배열된 상태에서의 전체적인 크기가 작은 키입력장치에 대한 기술을 제공함에 있다.

또한 연성의 FPCB(flexible PCB)를 채택할 경우, 감거나 접어 휴대하는 것이 가능한 키입력장치에 대한 기술을 제공함에 있다.

아울러 일반 키보드상의 문자키는 물론 필요한 기능을 할 수 있는 몇몇 기능키를 포함하면서도 연성의 FPCB(flexible PCB)를 이용한 경우 감거나 접은 상태에서의 전체적인 크기가 휴대하기에 편리하도록 키패드들을 평판상으로 배치하여 형성시킨, 키입력장치에 대한 기술을 제공함에 있다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안의 일실시예에 따른 휴대용 접촉식 키입력장치의 사시도이다. 그리고 도 2는 도 1 실시예에 대한 전면도이고, 도 3은 도 1 실시예에 대한 단면도 이며, 도 4는 도 1 실시예의 작동을 설명하기 위한 블록도이다.

특히 본 실시예에서는 인쇄회로기판으로 연성의 재질을 사용한 연성인쇄회로기판(FPCB:Flexible Printed Circuit Board)을 채택함으로써 감거나 접어 휴대할 수 있는 휴대용 접촉식 키입력장치(10)를 중심으로 설명하며, 후술하겠지만 이러한 인쇄회로기판으로는 일반적인 경질의 PCB도 채택하는 것이 가능하다.

본 고안 일실시예의 휴대용 접촉식 키입력장치(10)는 패드키 터치패널(110)과 신호연산모듈(120)로 구분할 수 있다.

도시한 바와 같이, 이러한 각각의 구성을 보다 상세하게 살펴본 본 실시예의 휴대용 접촉식 키입력장치(10)는, 인쇄회로기판(PCB)의 일정 수납공간에 다수의 패드형 터치전극(112)이 위치되고, 이에 대응시켜 상부 평면상으로 패드키(100k)를 형성하고 있는 패드키 터치패널(110)과; 상기 다수의 패드키(100k)로부터 입력받은 신호를 처리하여 키신호를 생성하며, 유무선 통신을 통해 외부장치로 키입력 데이터를 전송하는 신호연산모듈(120)을 포함하여 구성된다.

또한 본 휴대용 접촉식 키입력장치(10)에 있어서 상기 패드키 터치패널(110)은 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 터치전극(112)에 대응하여 일정한 배열형태로 상부 저면으로 상기 터치전극(112)을 수용하기 위한 상기 일정 수납공간을 다수 형성하고 있는 인쇄회로기판(PCB)과; 얇은 패드 형태로 형성되어 상기 인쇄회로기판(PCB) 상부 공간에 내장되며, 상부로부터 가해지는 압력을 받아 누름상태의 신호를 생성하는 터치전극(112)과; 상기 터치전극(112)이 내장된 상태로 상기 인쇄회로기판(PCB) 상부를 입히고, 평면상으로 일정한 키문양을 표시하여 형성한 패드필 름(113)을 포함하고 있다.

이러한 본 실시예의 본 실시예의 휴대용 접촉식 키입력장치(10)에 있어 상기 인쇄회로기판(PCB)은, 접고 감아 휴대할 수 있는 연성 및 딱딱한 경질의 재료 중 어느 하나로 형성한 인쇄회로기판(PCB)을 채택하는 것이 바람직하다.

또한 도 4에 도시한 바와 같이 본 휴대용 접촉식 키입력장치(10)에 있어서 상기 신호연산모듈(120)은, 상기 키입력장치(10)의 입력을 필요로 하는 장치로 출력하도록 상기 신호연산모듈(120)의 각 구성부와 전체적인 작동상황을 제어하는 마이크로프로세서(122)와; 상기 패드키 터치패널(110)의 터치전극(112)으로부터 신호를 입력받아 디지털신호로 변환하는 AD컨버터(121)와; 상기 마이크로프로세서(122)와 상기 AD컨버터(121)로부터의 입력 및 처리에 따라 발생된 데이타를 저장하는 메모리(123)와; 상기 처리한 키입력 데이터를 전송하기 위해 상기 키입력장치(10)로부터 데이터를 입력받을 외부 장치와 연결 및 접속되어 유무선통신을 하는 신호전송단(124)을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

아울러 이러한 본 휴대용 접촉식 키입력장치(10)에 있어, 상기 터치전극(112)은 상기 패드키(100k)의 누름을 구분하는 전압이 인가되어 채널을 구분하기 위한 채널신호를 적어도 하나 이상 출력하며, 상기 패드키(100k)의 누름에 따라 정전용량 변화에 의한 변화된 전압을 출력하는 형태로 작동되는 것이 바람직하다.

이러한 본 실시예의 패드키 터치패널(110)의 각 구성부들을 보다 자세히 살펴보면, 먼저 FPCB(111)는 연성의 재질이며 따라서 접거나 감을 수 있다. 이러한 연성재질 상태에서도 본 패드키 터치패널(110) 최상부의 다수 패드키(100k) 각각에 대응되는 터치전극(112)들을 수용할 수 있도록 하부방향으로 일정한 전극공간(112pa)을 형성하고 있다.

이 터치전극(112)들은 얇은 패드(pad) 혹은 판(plate) 형태이다. 따라서 상부에서 임의의 패드키(100k)를 누르면 손가락과의 정전용량에 의해 키 누름에 대한 신호가 발생된다. 그리고 발생된 신호는 후술할 AD컨버터(121)로 전달된다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 이러한 터치전극(112)들은 열을 맞추어 일정한 모양으로 배치되어 있다. 그리고 각각의 터치전극(112)은 대응되는 각 터치전극(112)들로부터 입력되는 신호를 구분할 수 있도록 매트릭스(matrix) 형태로 신호를 입력받게 된다. 본 실시예에서는 각각 16개 채널을 갖는 가로와 세로, 2개 그룹채널을 사용하여 각 패드키(100k)를 누르는 것을 구분한다.

패드키(100k) 상부에는 몰드용 패드필름(113)을 입혀 본 키입력장치(10)의 외부 표면을 보호하게 된다. 동시에 이 패드필름(113)에는 각 터치전극(112)에 맞추어 일정모양(예컨대 본 실시예에서는 사각형태)으로 문자키(character KEY) 혹은 기능키(function KEY)를 위한 문자들이 마킹됨으로써, 패드키(100k)를 형성하게 된다.

본 키입력장치(10)에 있어, 터치전극(112)을 포함하는 FPCB(111)와 몰드형 패드필름(113)은 전체 키입력장치(10)의 연성을 유지하면서도, 물리적인 접촉상태를 잘 유지하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 터치전극(112)을 포함하는 FPCB(111)의 상부에 양면테이프(115)를 입혀, 몰드형 패드필름(113) 과의 접착력을 증가시키고 있다.

아울러 본 키입력장치(10)에 있어, 각각의 터치전극(112)이 FPCB(111) 상부에서 하방 저면의 일정공간에 내장되므로, 일반적인 키입력장치(10) 혹은 문자입력디바이스들과 달리 패드키(100k)를 형성하면서도 패드키 터치패널(110)이 평평하게 형성되는 특징을 갖는다.

이러한 패드키 터치패널(110)로부터 키입력 신호를 받아 처리하는 본 실시예의 신호연산모듈(120)을 살펴보면, 먼저 AD컨버터(121)는 패드키 터치패널(110)의 터치전극(112)으로부터 아날로그 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하여 출력한다. 따라서 본 실시예의 터치전극(112)으로부터는 패드키(100k)를 누름으로 인해 발생된 16개 채널을 갖는 2개 그룹채널신호가 입력되어 본 AD컨버터(121)에서 디지털신호로 변환된다.

AD컨버터(121)에서 출력된 디지털신호는 마이크로프로세서(122)로 입력된다. 마이크로프로세서(122)는 AD컨버터(121)로부터 입력되는 신호를 처리하여 표준형태의 키 입력신호를 출력하고, 신호연산모듈(120)의 각 구성부와 전체적인 작동상황을 제어하는 기능을 수행한다.

또한 AD컨버터(121)에서 변환된 디지털신호는 메모리(123)에 저장된다. 아울러 메모리(123)에는 본 신호연산모듈(120)에서 처리하는 각종 데이터들도 저장된다. 따라서 메모리(123)에는 마이크로프로세서(122) 처리과정에서의 각종 데이터들이 데이터 처리과정에서 저장되고 독출된다.

또한 마이크로프로세서(122)는 본 키입력장치(10)의 입력을 필요로 하는 모바일폰, PDA 등 외부의 장치로 출력하기 위해, 본 키입력장치(10)의 각 구성부와 전체적인 작동상황을 제어하고 필요한 명령을 실행한다.

본 실시예에 있어 각 패드키(100k)의 터치전극(112)에는 일정한 전압이 인가되어 있다. 따라서 사용자가 어느 패드키(100k)를 누르면 해당 패드키(100k)의 인가전압 상태가 변하고(예컨대 High 상태인 경우는 Low, Low 상태인 경우는 High), 이렇게 변화된 상태의 아날로그신호는 AD컨버터(121)에서 디지털신호로 변환되며, 결국 마이크로프로세서(122)에서는 이러한 전압변화를 감지하여 눌러진 패드키(100k)를 감지하고, 해당 패드키(100k)에 대응되는 코드데이타를 출력하게 된다. 또한 본 마이크로프로세서(122)는 문자키 이외의 기능키들에 대한 정해진 신호를 출력하도록 구성되어 있어, 다수의 기능키(function key)들에 대한 데이터도 출력하게 된다.

마이크로프로세서(122) 후단에는 처리된 입력키신호를 외부의 장치로 전송하기 위한 신호전송단(124)이 위치한다.

본 실시예에 있어, 이 신호전송단(124)의 무선전송단(124a)은 무선상태(wireless)에서 외부의 장치로 신호를 전송하는 블록이며, 본 실시예에서는 근거리 무선네트워킹 통신기술인 블루투스(bluetooth)와, 저속 전송 속도를 갖는 홈 오토메이션 및 데이터 네트워크를 위한 표준 기술인 지그비(Zigbee)가 모두 가능하도록 형성하고 있다.

또한 유선연결단(124b)은 유선통신을 위한 코넥터를 구비하고 있으며, 본 실시예에서는 유선연결한 상태에서 범용적인 직렬 통신을 위한 USB(Universal Serial Bus) 코넥터와, 컴퓨터 등의 비동기 직렬 통신을 위한 UART(universal asynchronous receiver/transmitter)용의 RS-232C DTE 코넥터를 구비하고 있다.

따라서 사용자가 본 키입력장치(10)를 PDA나 모바일폰과 같은 외부장치와 연결하기 위해서는, 무선통신을 통한 연결의 경우 외부장치에서 필요한 프로그램을 설치하는 것이 필요하다. 이 후 외부장치에서 본 키입력장치(10)가 인식되면, 키입력장치(10)에서 타이핑한 데이터는 필요한 처리가 수행된 후 무선전송단(124a)을 통해 해당 외부장치로 전송되어 입력된다.

USB나 UART의 RS-232C를 통한 연결의 경우에도 외부장치에 프로그램 등을 설치하고 커넥터에 연결할 수도 있으며, 플러그 플레이(PLUG&PLAY) 기능을 통해 해당 커넥터에 본 키입력장치(10)를 꽂음으로써 유선상으로 연결하는 것이 가능하다.

도 2에 도시한 본 실시예의 키입력장치(10)에서는, 일반 모바일폰에서 많이 쓰이는 기능키(function key)들과, 일반 한글/영문 자판을 위한 문자키들이 전체 패드키(100k)를 구성하는 있음을 알 수 있다. 하지만 이러한 배열형태는 하나의 실시예이며, 이외에도 외부장치에 필요한 키들을 추가로 형성시키는 것이 가능하다.

아울러 본 설명에서는 인쇄회로기판으로 연성의 재질을 사용한 연성인쇄회로기판(FPCB:Flexible Printed Circuit Board)을 채택하여 감거나 접어 휴대할 수 있는 휴대용 접촉식 키입력장치(10)를 중심으로 설명하였지만, 인쇄회로기판으로는 일반적인 경질의 PCB를 채택하는 것도 가능하다. 그러나 본 키입력장치(10)는 하나하나의 패드키(100k) 크기가 작아 도 2의 실시예에 몇몇 패드키(100k)를 더 추가하는 것이 가능하며, 이 경우에도 휴대하는 데 새로운 어려움은 없다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예의 키입력장치(10)는 본 고안의 기술 개념을 바탕으로 다양하게 실시할 수 있으며, 이러한 변화된 응용실시는 본 고안의 기술범위에 포함된다고 할 것이다.

상기한 바와 같이 본 고안은 손으로 타이핑하여 입력하는 것이 가능하도록 각 키패드의 크기를 줄여 다수의 키들이 배열된 상태에서의 전체적인 크기가 작은 키입력장치를 형성할 수 있는 원리와 해결책을 제시해 주고 있다.

아울러 본 고안의 키입력장치는 종래의 키입력장치(키보드)와는 달리, 일반 키보드상의 문자키를 포함하면서도 감거나 접은 상태에서의 전체적인 크기가 휴대하기에 편리하도록 키패드를 평판상으로 배치하여 형성시킨, 키입력장치를 제공해 준다.

이러한 본 고안의 키입력장치는 연성인쇄회로기판(FPCB:Flexible Printed Circuit Board)을 채택하는 경우 감거나 접어 휴대할 수 있으면서도, 유무선 통신을 통해 외부장치와 키입력 데이터의 전송이 가능함으로써, 사용자들로부터 좋은 반응이 있을 것으로 사료된다.

Claims

휴대할 수 있는 키입력장치에 있어서,

인쇄회로기판(PCB) 일정 수납공간에 다수의 패드형 터치전극이 위치되고, 이에 대응시켜 상부 평면상으로 패드키를 형성하고 있는 패드키 터치패널과;

상기 다수의 패드키로부터 입력받은 신호를 처리하여 키신호를 생성하며, 유무선 통신을 통해 외부장치로 키입력 데이터를 전송하는 신호연산모듈을；

포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 접촉식 키입력장치.
제1항에 있어서, 상기 패드키 터치패널은,

상기 터치전극에 대응하여 일정한 배열형태로 상부 저면으로 상기 터치전극을 수용하기 위한 상기 일정 수납공간을 다수 형성하고 있는 인쇄회로기판(PCB)과;

얇은 패드 형태로 형성되어 상기 인쇄회로기판(PCB) 상부 공간에 내장되며, 상부로부터 가해지는 압력을 받아 누름상태의 신호를 생성하는 터치전극과;

상기 터치전극이 내장된 상태로 상기 인쇄회로기판(PCB) 상부를 입히고, 평면상으로 일정한 키문양을 표시하여 형성한 패드필름을;

포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 접촉식 키입력장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 인쇄회로기판(PCB)은,

접고 감아 휴대할 수 있는 연성 및 딱딱한 경질의 재료 중 어느 하나로 형성한 인쇄회로기판(PCB)인 것을 특징으로 하는 휴대용 접촉식 키입력장치.
제1항에 있어서, 상기 터치전극은,

상기 패드키의 누름을 구분하는 전압이 인가되어 채널을 구분하기 위한 채널신호를 적어도 하나 이상 출력하는 것을 특징으로 하는 휴대용 접촉식 키입력장치.
제1항에 있어서, 상기 터치전극은,

상기 패드키의 누름에 따라 정전용량 변화에 의한 변화된 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 휴대용 접촉식 키입력장치.
제1항에 있어서, 상기 신호연산모듈은,

상기 패드키 터치패널의 터치전극으로부터 신호를 입력받아 디지털신호로 변환하는 AD컨버터와;

상기 AD컨버터로부터 입력되는 신호를 처리하여 키 입력신호를 출력하고, 상기 키입력장치의 입력을 필요로 하는 장치로 출력하도록 상기 신호연산모듈의 각 구성부와 전체적인 작동상황을 제어하는 마이크로 프로세서와;

상기 마이크로 프로세서와 상기 AD컨버터로부터의 입력 및 처리에 따라 발생된 데이타를 저장하는 메모리와;

상기 처리한 키입력 데이터를 전송하기 위해 상기 키입력장치로부터 데이터를 입력받을 외부 장치와 연결 및 접속되어 유무선통신을 하는 신호전송단을; 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 접촉식 키입력장치.