KR20080024414A - 입력장치 및 이를 포함하는 휴대용 단말기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 입력장치 및 이를 포함하는 휴대용 단말기에 관한 것으로, 사용자에 의해 이동하는 작동부재와, 탄성력을 갖는 절곡된 직선 형태의 복수의 탄성부를 구비하여 상기 작동 부재에 복원력을 부여하는 탄성 부재 및 상기 작동부재의 움직임을 감지하여 전기적 신호를 출력하는 감지 수단을 포함하는 입력 장치를 제공한다. 이와 같이 절곡된 직선 형태의 탄성부를 구비하는 탄성부재를 통해 작동부재의 이동이 발생한 경우 이를 다시 원래의 위치로 복원시킬 수 있고, 상기 탄성부재를 플라스틱으로 제작하여 탄성부재와 돔 스위치 사이의 접촉면에서의 마모를 줄일 수 있다.

탄성부, 절곡된 직선, 플라스틱, 자석, 자기 센서, 광 센서

Description

입력장치 및 이를 포함하는 휴대용 단말기{Pointing devicd and handheld terminal having the same}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 장치의 분해 사시도.

도 2는 일 실시예에 따른 입력 장치의 결합 사시도.

도 3은 도 2의 입력 장치를 A-A선 방향으로 자른 단면 개념도.

도 4는 도 2의 입력 장치를 B-B선 방향으로 자른 단면 개념도.

도 5는 일 실시예에 따른 입력 장치의 동작을 설명하기 위한 단면 개념도.

도 6 및 도 7은 일 실시예에 따른 입력 장치의 동작을 설명하기 위한 평면 개념도.

도 8은 일 실시예에 따른 입력 장치의 클릭 동작을 설명하기 위한 단면 개념도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110 : 기판 120 : 탄성 부재

130 : 작동 부재 140 : 자석 부재

150 : 몰드프레임부 160 : 센서부

본 발명은 입력장치 및 이를 포함하는 휴대용 단말기에 관한 것으로, 플라스틱 몸체의 외측에 절곡된 직선 형태의 탄성부를 구비하는 탄성부재를 통해 감지 수단 및 작동 부재의 이동 및 복원이 가능하며, 하부 돔 스위치와의 접촉면의 마모를 최소화 할 수 있는 입력장치 및 이를 포함하는 휴대용 단말기에 관한 것이다.

최근 전자기기들은 점점 더 소형화되어 가고, 그래픽 사용자 인터페이스(Graphic User Interface; GUI) 방식을 사용하여 전자기기의 조작을 쉽게 하도록 하였다. 그래픽 사용자 인터페이스의 포인터의 움직임을 제어하기 위해 마우스나 터치 패드와 같은 다양한 입력장치가 사용된다.

최근에는 자석의 이동 방향 및 세기를 감지하는 센서를 이용하여 자석의 2차원적인 움직임을 감지하여 화면상의 포인터의 움직임을 제어하는 입력장치를 사용하고 있다. 종래의 입력 장치는 기판 상에 실리콘 고무를 마련하고, 상기 실리콘 고무 상부에 자석을 배치하고, 기판 하부에 센서를 부착하였다. 상기 실리콘 고무를 이동시켜 자석을 상하좌우 방향으로 움직였다. 그리고 상기 자석의 움직임을 센서로 감지하였다. 하지만 종래의 경우 실리콘 고무와 기판 간의 마찰로 인해 실리콘 고무가 쉽게 손상되는 문제가 발생하였다. 또한, 종래에는 클릭 기능을 부여하 기 위해 기판상에 돔 스위치를 형성하였다. 이때, 상기 돔 스위치와 접촉되는 면은 더욱 쉽게 마모되는 문제가 발생한다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 플라스틱 몸체 외측에 절곡된 라인 형상의 탄성부를 구비하는 탄성 부재를 통해 자석 부재의 위치를 이동시키고, 초기 위치로 복원시킬 수 있으며, 탄성 부재와 돔 스위치 사이의 접촉면에서의 마모를 줄일 수 있는 입력장치 및 이를 포함하는 휴대용 단말기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 따른 사용자에 의해 이동하는 작동부재와, 탄성력을 갖는 절곡된 직선 형태의 복수의 탄성부를 구비하여 상기 작동 부재에 복원력을 부여하는 탄성 부재 및 상기 작동부재의 움직임을 감지하여 전기적 신호를 출력하는 감지 수단을 포함하는 입력 장치를 제공한다.

여기서, 상기 탄성 부재는, 상기 작동 부재와 접속되는 중심부와, 상기 중심부의 외측 영역에 접속된 복수의 상기 탄성부와, 상기 탄성부의 끝단을 고정하는 고정부를 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 탄성부는 상기 중심부와 상기 고정부 사이에서 각기 절곡 연장된 복수의 연장부를 구비하고 상기 절곡 영역은 곡선 형태인 것이 효과적이다.

이때, 상기 연장부는, 상기 중심부에 접속 연장된 제 1 연장부와, 상기 제 1 연장부가 접속된 영역의 상기 중심부의 외측면에 대하여 대략 수평 방향이 되도록 상기 제 1 연장부로 부터 절곡 연장된 제 2 연장부와, 상기 제 1 연장부가 접속된 영역의 상기 중심부의 외측면에 대하여 대략 수직 방향이 되도록 상기 제 2 연장부로 부터 절곡 연장된 제 3 연장부와, 제 3 연장부로 부터 절곡 연장되어 상기 고정부에 접속된 제 4 연장부를 구비하는 것이 바람직하다. 상기의 고정부가 회전 운동을 하는 것이 효과적이다.

그리고, 상기 탄성 부재는 플라스틱 또는 아크릴을 사용하는 것이 효과적이다.

상술한 상기 감지 수단은, 상기 작동 부재에 의해 이동하는 자석 부재와,상기 자석 부재의 이동을 감지하는 자기 센서부를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 작동 부재로 자장 차단 부재를 사용하거나, 상기 작동 부재와 상기 자석 부재 사이에 자장 차단 부재를 더 구비하는 것이 바람직하다.

물론, 상기 감지 수단은, 상기 작동 부재에 의해 이동하는 차광판과, 상기 차광판의 이동을 감지하는 광 센서부를 포함할 수도 있다.

상기의 탄성부재 하측에 인접 배치된 돔 스위치를 더 포함하고, 상기 탄성부재와 상기 돔 스위치 사이 및 상기 탄성 부재와 상기 돔 스위치가 마련된 기판 사이 중 적어도 어느 하나의 영역에 위치하는 윤활부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 중심부와, 상기 중심부에 접속되고, 탄성력을 갖는 절 곡된 직선 형태의 복수의 탄성부와, 상기 탄성부의 일측을 고정하는 고정부를 포함하는 입력 장치용 탄성 수단을 제공한다.

여기서, 상기 탄성부는 상기 중심부와 상기 고정부 사이에서 각기 절곡 연장된 복수의 연장부를 구비하고 상기 절곡 영역은 곡선 형태인 것이 바람직하다.

이때, 상기 중심부 및 상기 탄성부는 플라스틱 또는 아크릴을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 데이터를 처리하는 제어부와, 화상을 표시하는 화면 표시부와, 상기 화면 표시부 내의 포인터를 움직이는 좌표 신호를 공급하는 입력 장치를 구비하고, 상기 입력 장치는 사용자에 의해 이동하는 작동부재와, 탄성력을 갖는 절곡된 직선 형태의 복수의 탄성부를 구비하여 상기 작동 부재에 복원력을 부여하는 탄성 부재 및 상기 작동부재의 움직임을 감지하여 전기적 신호를 출력하는 감지 수단을 포함하는 휴대용 단말기를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 장치의 분해 사시도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 입력 장치의 결합 사시도이다. 도 3은 도 2의 입력 장치를 A-A선 방향으로 자른 단면 개념도이고, 도 4는 도 2의 입력 장치를 B-B선 방향으로 자른 단면 개념도이다. 도 5는 일 실시예에 따른 입력 장치의 동작을 설명하기 위한 단면 개념도이고, 도 6 및 도 7은 일 실시예에 따른 입력 장치의 동작을 설명하기 위한 평면 개념도이고, 도 8은 일 실시예에 따른 입력 장치의 클릭 동작을 설명하기 위한 단면 개념도이다.

도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 입력 장치는 사용자의 작동력에 따라 이동하는 작동 부재(130)와, 일부가 상기 작동 부재(130)에 접속되고, 절곡된 직선 형태의 탄성부(122)를 통해 상기 작동 부재(130)에 복원력을 인가하는 탄성 부재(120)와, 상기 작동 부재(130)의 움직임을 감지하여 전기적 신호를 출력하는 감지 수단을 포함한다. 또한, 본 실시예의 입력 장치는 도면에 도시된 바와 같이 상기 감지 수단으로 자석 부재(140)와 이의 자속 밀도 변화를 감지하는 자기 센서부(160)를 포함한다. 이때, 탄성 부재(120) 하측에는 돔 스위치(112)를 갖는 기판(110)이 마련되고, 그리고, 상기 작동 부재(130)의 이탈을 방지하고, 상기 탄성 부재(120)를 고정하는 몰드프레임부(150)를 구비한다.

상술한 본 실시예의 기판(110)으로는 인쇄 회로 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 기판(110)의 중앙 영역에는 돔 스위치(112)가 마련되어 있는 것이 바람직하다. 본 실시예에는 상기 돔 스위치(112)에 한정되지않고, 다양한 형태의 스위치가 사용될 수 있다. 바람직하게는 클릭감이 있고, 스위치를 누른 다음 자동 복귀하는 스위치들을 사용하는 것이 바람직하다. 도 1에 도시된 바와 같이 본 실시예의 기판(110) 형상은 대략 사각형 판형상으로 제작되고, 사각형 판의 꼭지점 영역이 곡면처리되어 있다. 물론 이에 한정되지 않고, 입력장치가 적용되는 전자 장치에 따라 다양한 형상으로의 변형이 가능하다. 상기의 기판(110) 일측에는 도시되지는 않았지만 외부 시스템에 접속될 신호 출력부(미도시)가 마련된다. 상기 신호 출력부는 상기 센서부(160)에 전기적으로 접속된 연성 인쇄 회로 기판과 상기 연성 인쇄 회로 기판의 끝단에 마련된 커넥터부를 포함한다. 본 실시예의 기판(110)에는 고정 몰드프레임부(150)가 결합 고정될 복수의 고정홀(111)이 마련된다. 즉, 상기 고정홀(111)에 몰드프레임부(150)의 일단이 고정 장착된다.

물론 본 실시예의 기판(110)은 이에 한정되지 않고, 본 실시예의 입력 장치가 사용되는 단말기의 구조에 따라 다양하게 변화될 수 있다. 또한, 상기 기판(110)은 필요에 따라서는 생략도 가능하다. 그리고, 상기 기판(110)이 몰드프레임부(150) 내측에 삽입되어 몰드프레임부(150) 내측에 지지 고정될 수도 있다.

상술한 본 실시예의 탄성 부재(120)는 도 1에 도시된 바와 같이 중심부(121)와, 상기 중심부(121) 외측에 마련된 복수의 탄성부(122)와, 상기 탄성부(122)의 외측에 마련된 고정부(123)를 구비한다.

상기 중심부(121), 탄성부(122) 및 고정부(123)는 일체로 제작되는 것이 바람직하다. 이때, 탄성부재(120)는 플라스틱 및 아크릴로 제작할 수 있다. 물론 이에 한정되지 않고, 탄성 부재(120)는 상기 중심부(121), 탄성부(122) 및 고정부(123)를 각기 분리 제작한 결합(접착)하여 제작될 수도 있다.

이때, 중심부(121)는 사각 판 형상으로 마련되고 그 내측에 상기 자석부 재(140)가 수납되는 수납 공간이 마련된다. 물론 상기 중심부(121)의 형상은 이에 한정되지 않고, 원형, 타원형 및 다각형의 판 형상으로 제작이 가능하다. 상기 수납 공간은 도 1에 도시된 바와 같이 사각형 형태로 마련된다. 하지만 이에 한정되지 않고, 상기 수납 공간은 자석 부재(140)의 형상에 따라 다양하게 변화될 수 있다. 그리고, 상기 중심부(121)는 작동 부재(130)와 밀착 결합되는 것이 바람직하다. 이와 같이 탄성부재(120)의 중심부(121)와 작동부재(130)가 결합됨으로 인해 작동부재(130)의 이동 후에 작동 부재(130)를 초기 위치로 복원시킬 수 있다. 즉, 중심부(121)는 사용자의 작동력에 의한 작동부재(130)의 움직임을 중심부(121)의 외측에 마련된 탄성부(122)에 제공하여 탄성부(122)를 변형시킨다. 이후, 사용자의 작동력이 사라진 다음에는 탄성부(122)의 복원력을 작동부재(130)에 제공하여 작동부재(130)를 복원시킨다. 상기 중심부(121) 하측에 돔 스위치(112)가 인접 배치된다. 본 실시예에서는 상기 탄성부재(120)로 플라스틱을 사용하여 돔스위치(120)와의 마찰에 의한 마모가 종래의 고무 또는 실리콘 수지를 사용하는 탄성 부재(120)들에 비하여 적기 때문이다. 그리고, 상기 중심부(121)의 하측면에는 도면에 도시된 바와 같이 상기 돔 스위치(112)와 인접 배치된 돌기부가 마련될 수 있다. 이를 통해 상기 중심부(121)가 하강운동할 경우 돔 스위치(112)를 클릭할 수 있다. 그리고, 본 실시예에서는 상기 중심부(121)와 돔 스위치(112) 사이 영역에는 마찰력을 줄이기 위한 물질이 마련될 수도 있다. 이는 상기 중심부(121)는 작동부재(150)에 의해 수평 방향으로 자유롭게 움직이게 된다. 하지만, 돔 스위치(112)의 경우 기판(110)에 고정되어 있다. 따라서, 중심부(121)와 돔 스위치(112)가 인접 배치되는 경우 이둘 사이에 마찰이 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 마찰을 줄이기 위한 물질을 배치하여, 중심부(121) 및 돔 스위치(112)가 쉽게 마모되는 현상을 방지하는 것이 바람직하다. 이때, 마찰 저항이 작은 물질을 상기 돔 스위치와 중심부 사이 영역에 배치하거나, 이둘의 표면에 마찰 저항이 작은 윤활 물질을 도포할 수도 있다. 본 실시예에서는 중심부(121)와 돔 스위치(112) 사이 영역에 윤활 역할을 할 수 있는 테프론 테이프가 마련되는 것이 바람직하다. 물론 이에 한정되지 않고, 상기 윤활물질은 마모 방지 또는 동작의 움직임을 부드럽게 하기 위해 본 실시예에 따른 입력 장치의 다양한 영역에 필요에 따라 마련될 수도 있다.

상기 중심부(121)의 측면 외측영역에는 복수의 탄성부(122)가 마련된다. 본 실시예는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 탄성부(122)는 절곡된 직선형태로 제작되는 것이 바람직하다. 사각형 형태의 중심부(121)의 측면 영역에 4개의 탄성부(122)가 마련된다. 물론 본 실시예의 탄성부(122)은 4개에 한정되지 않고, 이보다 더 많은 개수일 수 있고, 이보다 더 작은 개수가 마련될 수도 있다.

이때, 탄성부(122)는 중심부(121)에 접속되어 중심부(121)의 외측변에 대하여 사선 형태로 연장된 제 1 연장부(122a)를 구비한다. 그리고, 상기 제 1 연장부(122a)에서 절곡되어 연장된 제 2 연장부(122b)를 구비하되, 상기 제 2 연장부(122b)는 제 1 연장부(122a)가 접속된 중심부(121)의 외측변에 대하여 대략 수평 방향으로 연장된다. 또한, 제 2 연장부(122b)에서 절곡되어 연장된 제 3 연장부(122c)를 구비하고, 상기 제 3 연장부(122c)는 제 1 연장부(122a)가 접속된 중심부(121)의 외측변에 대하여 대략 수직 방향으로 연장된다. 또한, 제 3 연장 부(122c)에서 절곡되어 고정부(123)에 연장 접속된 제 4 연장부(122d)를 구비하고, 상기 제 4 연장부(122d)는 상기 제 3 연장부(122c)에 대하여 대략 수평 방향으로 연장된다. 이때, 상기 연장부(122a, 122b, 122c, 122d)들이 절곡된 영역은 곡선 형태인 것이 바람직하다. 그리고, 연장부(122a, 122b, 122c, 122d)는 그 내측 지름이 일정한 파이프 형태로 제작될 뿐만 아니라 도 3에 도시된 바와 같이 그 내측 지름이 다양한 파이프 형태로 제작될 수 있다.

이때, 제 1 연장부(122a)와 제 2 연장부(122b) 사이의 각은 0 내지 90도의 각도를 갖는 것이 바람직하고, 제 2 연장부(122b)와 제 3 연장부(122c) 사이의 각은 45 내지 135도의 각을 갖는 것이 바람직하며, 제 3 연장부(122c)와 제 4 연장부(122d) 사이의 각은 0 내지 45도의 각을 갖는 것이 바람직하다. 이와 같이 본 실시예의 탄성부(120)는 절곡된 직선 형태의 연장부(122a, 122b, 122c, 122d)들 사이의 각도가 증가되거나 감소되어 탄성력을 갖게 된다. 이때, 상기 연장부(122a, 122b, 122c, 122d)들의 절곡 형태는 라운딩된 형태인 것이 바람직하다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 굴절된 형태일 수도 있고, 앞서 설명한 바와 같이 소정 각을 갖는 형태로 절곡될 수도 있다. 그리고, 이에 한정되지 않고, 다양한 형태로 절곡될 수도 있다.

즉, 본 실시예의 탄성부(120)는 상기 중심부(121)에 외부 힘이 인가된 경우 연장부(122a, 122b, 122c, 122d)들의 강의 각도 및 형상이 변화하여(변형되어) 인가된 힘의 방향을 중심부(121)를 이동시킬 수 있다. 이후 인가된 힘이 제거되면 적곡된 직선 형태의 탄성부(123)가 원래의 형상으로 복원되어 중심부(121)를 초기 위 치로 되돌릴 수 있다.

상기 탄성부(122)의 외측에는 고정부(123)가 마련된다. 고정부(123)는 원형 링 형상으로 제작된다. 고정부(123)의 내측으로 몰드프레임부(150)의 고정 돌기부(154)가 인입되어 고정부(123)가 고정된다. 본 실시예에서는 원형 링 형태의 고정부(123)가 회전가능 하도록 기판에 고정되는 것이 바람직하다. 이때, 본 실시예에서는 상기 중심부(121)가 이동할 경우 탄성부(122)의 변형이 발생할 뿐만 아니라 고정부(123)가 회전을 한다. 즉, 중심부(121)가 외부 힘에 의해 일측으로 이동할 경우 고정부(123)가 이동 방향에 따라 회전하게 된다. 그리고, 중심부(121)에 인가된 힘이 사라질 경우에도 고정부(123)가 회전하여 중심부(121)를 원위치로 복원시킬 수 있다.

이때, 상기 고정부(123)가 회전하지 않을 경우에는 탄성부(122)에 과도한 함이 인가된다. 탄성부(122)에 과도한 힘이 인가될 경우에는 탄성부(122)가 상기 힘에 의해 눌리거나 벌어질 수 있고, 심지어는 탄성부(122)가 부러지거나 변형되는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 상기 고정부(123)가 회전하지 않을 경우에는 외부로 부터 일정한 힘 이상의 힘이 인가되어야 탄성부(122)가 움직이게 된다. 이로인해 사용자의 미는 힘이 강해져야 하는 문제가 발생하게 되고 이로인해 부드러운 움직임을 가질 수 없게 된다. 따라서, 본 실시예에서와 같이 중심부(121)의 이동과 함께 고정부(123)도 함께 회전함으로 인해 탄성부(122)에 인가되는 힘의 세기를 줄일 수 있게 되어 탄성부(122)의 변형을 방지하고, 부드러운 느낌의 이동감을 최대한 살릴 수 있게된다. 그리고, 상기의 고정부(123)는 중심부(121) 및 탄성부(122)의 과도한 움직임을 고정하는 고정점으로 작용한다.

본 실시예의 고정부(123)는 도 1, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 몰드프레임부(150)에 의해 고정되고, 상기 몰드프레임부(150)는 기판(110)에 고정되는 것이 바람직하다.

본 실시예의 탄성부재(120)의 고정부(123)만이 기판(110)에 밀착 고정되고, 나머지 탄성부(122)와 중심부(121)은 기판(110)으로 부터 소정 거리 이격되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 탄성부(122)와 중심부(121)가 기판(110)으로부터 이격되어 있기 때문에 탄성부(122)와 중심부(121)가 기판(110) 또는 돔 스위치(112)와 접촉하여 마모되는 현상을 방지할 수 있다.

물론 이에 한정되지 않고, 상기 고정부(123)는 기판(110)에 직접 고정될 수도 있다. 그리고 상술한 실시예의 상기 탄성 부재(120)가 사용되는 단말기의 구조에 따라 상기 몰드프레임부(150) 또는 기판(110) 등이 생략될 수 있다. 이로인해 상기 탄성부재(120)의 고정부(123)가 고정되는 영역이 다양하게 변화될 수 있다. 즉, 고정부(123)가 단말기의 외측 케이스에 고정될 수 있다. 또한, 상기 몰드프레임부(150) 대신 상기 탄성 부재(120)를 수납하는 케이스부가 마련될 수도 있고, 이경우 상기 케이스부에 의해 상기 탄성부재(120)의 고정부가 고정될 수도 있다.

하기에서는 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 몰드프레임부(150)를 설명한다. 몰드프레임부(150)는 몸체부(151)와, 상기 몸체부(151)를 기판(110)에 고정시키기 위한 복수의 고정 부재(153)와, 상기 탄성 부재(120)를 고정시키기 위한 복수의 고정 돌기부(154)를 구비한다.

상기 몸체부(151)는 외부 충격으로부터 내측 요소를 보호하기 위한 소재로 제작하는 것이 바람직하다. 즉, 플라스틱 등과 같은 합성수지 또는 천연수지는 물론 금속성의 재질을 사용하여 제작하는 것이 효과적이다.

상기 고정 부재(153)는 몸체부(151)의 하측 영역에서 연장되고, 연장 영역의 끝단은 갈고리 형상으로 제작된다. 본 실시예에서는 4개의 고정 부재(153)가 마련되어 상기 기판(110)의 고정홀(111)에 삽입 장착된다. 상기 갈고리의 고정 턱이 상기 기판(110)의 고정홀(111)에 걸려 상기 몰드프레임부(150)가 기판(110)으로부터 분리됨을 방지할 수 있다. 물론 이에 한정되지 않고 상기 고정부재(153)는 다양한 형상이 가능하다. 또한, 나사 등의 고정을 위한 요소들을 더 포함할 수도 있다.

고정 돌기부(154)는 몸체부(151)의 하측 영역에 마련된다. 고정 돌기부(154)는 몸체부(151) 하측 일부가 오목하게 들어간 오목부와, 상기 오목부 중심 영역에 마련될 돌기부를 포함한다. 이때, 상기 오목부는 몸체부(151)의 하측 일부를 제거하여 제작하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 상기 탄성 부재(120)의 고정부(123)에 대응하도록 4개의 고정 돌기부(154)가 몸체부(151)의 하측 영역에 마련된다. 상기 고정 돌기부(154)의 돌기부가 상기 탄성 부재(120)의 고정부(123) 내측의 내부 공간으로 삽입되고, 탄성 부재(120)의 고정부(123)는 오목부 내부로 삽입되어 고정부(123)의 움직임을 고정시킨다. 이를 통해 탄성 부재(120)의 고정부(123)를 기판(110)상에 밀착 고정시킬 수 있게 된다.

그리고, 상기 몰드프레임부(150)는 작동부재(130)의 이탈을 방지하는 상부벽(152)을 구비한다. 상기 상부벽(152)은 내측에 원형의 관통 공간이 마련된다. 상 기 관통 공간을 통해 작동 부재(130)의 몸체부(131) 일부가 노출된다.

이때 상기 몰드프레임부(150)는 본 실시예에 따른 입력 장치가 소형의 단말기(전자 기기)에 적용될 때 단말기의 케이스와의 결합을 위한 다양한 형태가 가능하다. 그리고, 만일 단말기 외측의 케이스를 통해 상기 탄성 부재를 고정시킬 경우 앞서 설명한 바와 같이 몰드프레임부(150)를 생략할 수 있다. 또한, 상기 몰드프레임부(150)가 기판(110) 상측에 고정되는 것이 아니라 상기 기판(110)이 상기 몰드프레임부(150) 내측에 고정 장착될 수 있다. 즉, 도면에서는 기판(110)의 크기가 몰드프레임부(150) 보다 크게 제작되어, 몰드프레임부(150)의 고정부재(153)가 기판(110) 내측에 형성된 고정홀(111)에 삽입 장착되었지만, 이에 한정되지 않고, 상기 기판(110)의 사이즈가 몰드프레임부(150)의 사이즈보다 작게 제작되어, 기판(110)이 몰드프레임부(150)의 몸체부(151) 내부로 삽입 고정될 수도 있다. 또한, 상기 몰드프레임부(150) 하면에 4 방향으로 돔 스위치가 더 마련될 수도 있다. 이를 통해 4방향의 클릭이 가능하도록 할 수 있다. 바람직하게는 상기 몰드프레임부(150)의 고정돌기(154) 하부 영역의 기판(110) 상에 4개의 돔 스위치가 각기 마련되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 고정돌기(154)를 통해 상기 돔 스위치를 클릭할 수 있다. 또한, 상기 고정부재(153)하부 영역에 돔 스위치들이 마련될 수 있고, 이 돔스위치들은 고정 부재(153)를 통해 스위칭 된다.

상술한 본 실시예의 자석 부재(140)는 도 1에 도시된 바와 같이 사각형 형상으로 제작되어 상기 탄성 부재(120)의 중심부(121)내에 수납된다. 상기 자석 부재(140)는 상하 착자된 자석을 사용하는 것이 바람직하다. 물론 이에 한정되지 않 고, 단면 다극(2극, 4극, 8극) 착자 또는 단면 이형 다극 착자가 수행된 자석을 사용할 수 있다. 물론 상기 자석으로 원형, 타원형, 원형 띠 및 다각형 형상의 자석을 사용할 수도 있다. 그리고, 상기 자석 부재(140) 상측에는 입력 장치 외측으로 자석 부재(140)의 자장이 퍼지는 것을 방지하기 위한 자장 차단 부재가 마련될 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 입력 장치에서 사용되는 센서에 따라 자석 부재를 생략할 수도 있다.

상술한 본 실시예의 작동 부재(130)는 몸체(131)와, 상기 몸체(131) 상측으로 돌출되어 사용자의 미는 힘(작동력)을 통해 자석부재(140) 및 탄성 부재(120)를 이동시키는 돌출부(132)를 구비한다. 상기 몸체(131)는 상기 탄성 부재(120)의 중심부(121)에 접착된다. 이때, 상기 몸체(131)와 탄성 부재(120)는 접착제를 통해 접착되는 것이 바람직하다. 이를 통해 사용자가 작동부재(130)를 수평 방향으로 밀게되면 작동부재(130)에 접착된 탄성부재(120)도 함께 이동하게 된다. 한편, 사용자의 미는 힘이 사라지게 되면 탄성부재(120)는 원래의 위치로 복원되고, 탄성부재(120)에 접착된 작동부재(130)도 원래의 위치로 복원될 수 있게 된다.

상기 몸체(131)의 내측에는 상기 자석 부재(140)가 삽입되는 오목홈부(133)가 마련되는 것이 효과적이다.

물론 이에 한정되지 않고, 앞서 설명한 바와 같이 상기 몰드프레임부(150)가 생략될 경우에는 상기 작동부재(130)의 몸체(131)는 본 실시예의 입력 장치를 구비하는 단말기의 케이스 외측으로 노출될 수도 있다.

또한, 상기 자석 부재(140)가 생략되는 경우 상기 몸체(131)의 하부로 소정 의 돌기가 마련되어 상기 탄성부재(120)의 중심부(121)내측으로 인입되어 탄성부재(120)를 이동시킬 수도 있다.

이때, 돌출부(132)는 몸체(131) 상측에 마련되어 사용자의 조작을 통해 몸체(131)을 수평 및/또는 수직 방향으로 이동시킨다.

그리고, 돌출부(132)의 상부면은 오목홈 형상으로 제작되고, 그 표면에는 요철부가 마련되어 사용자의 조작시 미끄러짐을 방지할 수 있고, 사용자의 힘의 인가가 용이하도록 하는 것이 바람직하다. 그리고 이를 통해 사용자의 조작감을 향상시킬 수 있다.

본 실시예에 따른 돌출부(132)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 원형 돌기 형태로 상기 몸체(131) 상부에 마련된다. 그리고, 상기 돌기의 내측에 원형 띠 형태의 요철부가 마련된다. 물론 상기 돌출부(132)은 상술한 설명의 구성에 한정되지 않고, 사용자의 조작감을 향상시키고, 미끄러짐없이 사용자의 미는 힘을 자석부재(140) 및 탄성부재(120)에 제공할 수 있는 다양한 구성이 가능한다. 이뿐만 아니라 돌출부(132)는 사용자의 기호에 따라 다양한 문양 형태로 제작될 수 있다. 여기서, 돌출부(132)의 평면 형상은 원 형상 뿐만 아니라 타원 및 다각형 형상이 가능하다. 그리고, 돌출부(132)에 형성된 요철부의 형상도 상술한 원형 띠 형상에 한정되지 않고, 메쉬 형태도 가능하다. 그리고, 점 형태, 직선 형태 및 곡선 형태의 복수의 철부가 형성될 수도 있다.

본 실시예에서는 상기 몸체(131)와 돌출부(132)를 일체로 제작될 수 있다. 물론 이에 한정되지 않고, 상기 몸체(131)와 돌출부(132)를 별도로 제작한 다음 이 들을 부착할 수도 있다. 이때, 상기 돌출부(132)는 몸체(131)와 다른 물질로 제작될 수 있다. 즉, 돌출부(132)는 사용자가 직접 접촉하는 영역이기 때문에 미끄러짐을 방지할 수 있고, 접촉감이 우수한 물질을 사용하여 제작할 수도 있다. 물론 미끄러짐을 방지할 수 있고, 접촉감이 우수한 물질을 돌출부(132) 상에 부착할 수도 있다.

여기서, 사용자가 돌출부(132)를 밀게 되면 몸체(131)는 인가된 힘의 방향과 동일한 방향으로 이동하게 된다. 몸체(132)가 이동하게 되면 탄성 부재(120)와 자석 부재(140)도 함께 이동하게 된다. 또한, 상기 돌출부(132)를 수직 방향으로 누르게 되면 몸체(131)가 돔 스위치(112)를 누르게 되어 클릭 동작을 수행할 수 있게 된다.

여기서, 작동 부재(130)로는 하부 자석 부재(140)의 자장을 차단할 수 있는 물질로 제작하는 것이 바람직하다. 즉, 자석 부재(140) 상측 방향으로 나아가는 자장을 차단하여 상기 자장에 의한 외부 영향을 최소화하는 것이 효과적이다. 이때, 앞서 설명한 바와 같이 자석부재(140)와 작동 부재(130) 사이에는 자석 부재(140)의 자장을 차단하는 별도의 자장 차단 수단이 마련될 수 있다.

상술한 본 실시예의 기판(110)의 하측면 영역에는 자기 센서부(160)가 마련된다. 상기 자기 센서부(160)는 자석 부재(140)의 이동에 따른 자속밀도(자기장)의 변화를 감지하여 이에 해당하는 좌표값을 출력하는 복수의 자기 센서와, 상기 자기 센서의 출력을 증폭하고, 종합하여 최종 자장의 변화를 검출하여 출력하는 제어부를 포함한다.

하기에서는 상술한 구조를 갖는 본 실시예의 입력 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

상술한 입력 장치의 경우 평상시에는 도 6에 도시된 바와 같이 탄성 부재(120)에 의해 자석 부재(140)가 초기 설정된 위치에 위치한다. 상기의 초기 설정된 위치는 자석 부재(140)의 중심과 작동부재(130)의 중심점이 일치하는 위치를 지칭한다. 이를 다시 말하면 상기 탄성 부재(120)의 4개의 탄성부(124)의 형상과, 이들의 연장부(122a, 122b, 122c, 122d)들이 이루는 각이 동일한 때를 지칭한다.

그리고, 본 실시예에서는 자석 부재(140)가 초기 설정된 위치에 있을 때, 센서부(160)의 출력값을 기준점으로 설정하는 것이 바람직하다. 이로인해 화면상의 포인터의 위치는 변화하지 않게 된다.

하지만, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이 상기 입력 장치의 작동 부재(130)를 수평 방향으로 사용자가 밀어 이동시킬 경우를 생각하면 다음과 같다. 도면에서는 작동 부재(130)를 X축 방향으로 이동한 상태의 입력 장치를 도시하였다. 물론 본 실시예에 따른 작동부재는 사용자에 의해 수평면상에서 다양한 방향으로 이동될 수 있다.

사용자가 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이 작동 부재(130)의 돌출부(132)을 수평 방향 즉, X축 방향으로 밀게 되면 작동 부재(130) 전체가 X축 방향으로 이동하게 된다. 이를 통해 작동 부재(130)의 몸체(131)에 의해 탄성부재(120)의 중심부(121)가 X축 방향으로 이동하게 되고, 자석 부재(140)도 X축 방향으로 움직이게 된다. 이때, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이 힘이 인가된 방향 영역으로 상기 탄 성 부재(120)의 중심부(121)와 몰드프레임부(150) 사이의 거리가 줄어들게 되어 그 사이에 마련된 탄성부(122)의 형상이 변화한다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이 힘의 방향으로 탄성부(122)의 제 1 내지 제 4 연장부(122a, 122b, 122c, 122d) 사이의 절곡된 각도가 증가 또는 감소하고, 제 1 내지 제 4 연장부(122a, 122b, 122c, 122d) 사이의 간격이 증가 또는 감소한다. 그리고, 탄성부(122)의 끝단에 마련된 고정부(123)가 회전한다.

이때, 자석 부재(140)의 이동으로 인해 센서부(160)에 인가되었던 자속밀도가 변화하게 된다. 이로 인해 센서부(160)는 초기 세팅된 전압(기준점 좌표 값)이 아닌 자기장 변화에 따른 변화된 전압(변화된 좌표 값)을 출력하게 된다. 이를 통해 전자 기기 내측의 시스템에서 이러한 전압 변화를 감지하여 화면상의 포인터 또는 커서를 이동시키게 된다.

이후, 사용자의 미는 힘이 사라지게 되면 탄성부(122)는 원래의 형상으로 복원된다. 즉, 제 1 내지 제 4 연장부(122a, 122b, 122c, 122d) 사이의 절곡된 각도가 초기 상태로 복원되고, 제 1 내지 제 4 연장부(122a, 122b, 122c, 122d) 사이의 간격도 초기 상태로 복원된다. 그리고, 탄성부(122) 끝단에 마련된 고정부(123)도 원래의 상태로 회전한다. 이를 통해 도 5 및 도 7에서와 같이 X축 방향으로 밀렸던 탄성 부재(120)의 중심부(121)가 도 6에 도시된 바와 같이 초기 위치로 복원된다.

이때, 중심부(121)의 복원으로 통해 자석 부재(140) 및 작동 부재(150)도 초기 위치로 복원된다. 이와 같이 본 실시예에서는 상기 탄성부(122)의 제 1 내지 제 4 연장부(122a, 122b, 122c, 122d) 사이의 각도를 증가 또는 감소시키거나 고정 부(123)를 회전시켜 자석 부재(140)를 수평 방향으로 이동시키고, 다시 초기 위치로 복원시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 입력 장치는 작동 부재(130)의 중앙 영역을 수직 방향(Z축 방향)으로 가압하여 기판(110)에 마련된 돔 스위치(112)를 구동시켜 클릭 동작을 수행할 수 있다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이 작동 부재(130)의 돌출부(133) 영역을 사용자가 누르게 되면 작동 부재(130)는 수직 방향(Z축 방향)으로 하강하게 된다. 그리고, 상기 돌출부(132)을 누르는 힘은 작동 부재(130) 하부의 자석 부재(140) 및 탄성부재(120)의 중심부(121)에 전달된다. 이를 통해 탄성 부재(120)의 중심부(121)가 Z축 방향으로 하강하게 된다. 이때, 중심부(121)는 돔 스위치(112)와 인접 또는 밀착되어 있기 때문에 중심부의 하강 운동에 의해 돔 스위치(112)가 눌려지게 되어 돔 스위치(112)가 온 상태가 된다. 이러한 돔 스위치(112)의 온 상태는 상기 전자 기기의 시스템에 전달되고, 상기 시스템은 화면상의 포인터 위치에서 클릭 동작을 수행한다.

이후, 상기 사용자의 가압력이 사라지게 되면 Z축 방향으로 하강하였던 탄성부(122)가 원래 상태로 복원된다. 이를 통해 상기 돔 스위치(112)를 눌렀던 중심부(121)가 원래 위치로 복원되어 돔 스위치(112)는 오프 상태가 되고, 작동 부재(130)도 원래 위치로 복원된다. 이와 같이. 본 실시예에서는 상기 작동 부재(130)의 중앙 영역을 가압하여 기판(110)에 마련된 돔 스위치(112)의 온오프를 제어할 수 있다.

상술한 실시예들에 따른 입력 장치는 휴대용 단말기를 포함하는 다양한 전자 기기에 적용될 수 있다. 즉, 휴대용 전화기는 물론 디지털 카메라, 캠코더, MP3, PMP, PDA, GPS, 노트북, 게임기, 리모콘, 전자 사전 등의 다양한 종류의 휴대용 단말기에 사용될 수 있다. 이러한 전자 기기는 소정의 신호(데이터)를 처리하는 제어부와, 화상을 표시하는 화면 표시부를 구비하고, 상기 화면 표시부 내에는 포인터 및 커서가 마련된다. 상기 입력 장치의 센서부의 출력(좌표 신호)은 제어부에 인가되고, 제어부에 의해 화면 표시부 내의 포인터를 이동시킨다.

앞서 설명한 실시예에서는 작동부재(130)를 사용자가 이동시키고, 이를 통해 그 하측의 탄성 부재(120)와 자석부재(140)를 이동시켜 자석의 자속밀도를 변화시키고, 이의 이동을 센서부(160)가 감지하여 화면 상의 커서를 이동시킴에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 사용자에 의한 작동부재(130)의 이동을 감지하여 화면의 커서를 이동시킬 수 있고, 작동부재(130)에 접속된 탄성부재(120)에 의해 이를 초기 상태로 복원시킬 수 있다. 예를 들어 상기 기판(110)의 일측에 광센서가 마련되고, 상기 광센서 상측에 상기 탄성 부재 또는 작동부재에 부착된 차광판을 포함할 수도 있다.

이를 통해 사용자가 작동부재를 이동시킬 경우 이에 따라 차광판도 이동하게되고, 차광판의 이동을 광 센서가 감지하여 화면의 커서를 이동시킬 수 있다. 그리고, 상기 차광판 및 작동부재는 탄성부재에 의해 초기 상태로 복원된다. 또한, 본 실시예의 입력 장치는 이뿐만 아니라 화면상의 커서를 움직이기 위한 다양한 센서와 센서 구동을 위한 장치들이 더 추가될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 절곡된 직선 형태의 탄성부를 구비하는 탄성부재를 통해 작동부재의 이동이 발생한 경우 이를 다시 원래의 위치로 복원시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 탄성부재를 플라스틱으로 제작하여 탄성부재와 돔 스위치 사이의 접촉면에서의 마모를 줄일 수 있다.

본 발명은 상기에서 서술된 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 즉, 상기의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범위는 본원의 특허 청구 범위에 의해서 이해되어야 한다.

Claims (14)

1. 사용자에 의해 이동하는 작동부재;

   탄성력을 갖는 절곡된 직선 형태의 복수의 탄성부를 구비하여 상기 작동 부재에 복원력을 부여하는 탄성 부재; 및

   상기 작동부재의 움직임을 감지하여 전기적 신호를 출력하는 감지 수단을 포함하는 입력 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 탄성 부재는,

   상기 작동 부재와 접속되는 중심부와,

   상기 중심부의 외측 영역에 접속된 복수의 상기 탄성부와,

   상기 탄성부의 끝단을 고정하는 고정부를 포함하는 입력 장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 탄성부는 상기 중심부와 상기 고정부 사이에서 각기 절곡 연장된 복수의 연장부를 구비하고 상기 절곡 영역은 곡선 형태인 입력 장치.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 연장부는,

   상기 중심부에 접속 연장된 제 1 연장부;

   상기 제 1 연장부가 접속된 영역의 상기 중심부의 외측면에 대하여 대략 수평 방향이 되도록 상기 제 1 연장부로 부터 절곡 연장된 제 2 연장부;

   상기 제 1 연장부가 접속된 영역의 상기 중심부의 외측면에 대하여 대략 수직 방향이 되도록 상기 제 2 연장부로 부터 절곡 연장된 제 3 연장부;

   제 3 연장부로 부터 절곡 연장되어 상기 고정부에 접속된 제 4 연장부를 구비하는 입력 장치.
5. 청구항 3에 있어서,

   상기 고정부가 회전 운동을 하는 입력 장치.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 탄성 부재는 플라스틱 또는 아크릴을 사용하는 입력 장치.
7. 청구항 1에 있어서, 상기 감지 수단은,

   상기 작동 부재에 의해 이동하는 자석 부재와,

   상기 자석 부재의 이동을 감지하는 자기 센서부를 포함하는 입력 장치.
8. 청구항 7에 있어서,

   상기 작동 부재로 자장 차단 부재를 사용하거나, 상기 작동 부재와 상기 자석 부재 사이에 자장 차단 부재를 더 구비하는 입력 장치.
9. 청구항 1에 있어서, 상기 감지 수단은,

   상기 작동 부재에 의해 이동하는 차광판과,

   상기 차광판의 이동을 감지하는 광 센서부를 포함하는 입력 장치.
10. 청구항 1에 있어서,

    상기 탄성부재 하측에 인접 배치된 돔 스위치를 더 포함하고,

    상기 탄성부재와 상기 돔 스위치 사이 및 상기 탄성 부재와 상기 돔 스위치가 마련된 기판 사이 중 적어도 어느 하나의 영역에 위치하는 윤활부재를 더 포함하는 입력 장치.
11. 중심부;

    상기 중심부에 접속되고, 탄성력을 갖는 절곡된 직선 형태의 복수의 탄성부;

    상기 탄성부의 일측을 고정하는 고정부를 포함하는 입력 장치용 탄성 수단.
12. 청구항 11에 있어서,

    상기 탄성부는 상기 중심부와 상기 고정부 사이에서 각기 절곡 연장된 복수의 연장부를 구비하고 상기 절곡 영역은 곡선 형태인 입력 장치용 탄성 수단.
13. 청구항 11에 있어서,

    상기 중심부 및 상기 탄성부는 플라스틱 또는 아크릴을 사용하는 입력 장치용 탄성 수단.
14. 데이터를 처리하는 제어부;

    화상을 표시하는 화면 표시부;

    상기 화면 표시부 내의 포인터를 움직이는 좌표 신호를 공급하는 입력 장치를 구비하고,

    상기 입력 장치는 사용자에 의해 이동하는 작동부재와, 탄성력을 갖는 절곡 된 직선 형태의 복수의 탄성부를 구비하여 상기 작동 부재에 복원력을 부여하는 탄성 부재 및 상기 작동부재의 움직임을 감지하여 전기적 신호를 출력하는 감지 수단을 포함하는 휴대용 단말기.

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