KR20080075984A - 포인팅 장치 및 이를 갖는 휴대용 단말기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포인팅 장치 및 이를 갖는 휴대용 단말기에 관한 것으로, 기판과, 상기 기판 상방에 위치하는 중공된 자석과, 상기 자석을 수직 방향으로 이동시키는 조작부와, 상기 기판에 마련되어 자석의 수직 방향 변위에 따른 자장 변화를 센싱하는 센서부를 포함하는 포인팅 장치가 제공된다. 이에 따라서, 자석의 수평 방향의 이동을 최소화하고 자석의 수직 방향 변위만으로 자장 변화를 검출하여 전체 소자의 크기를 줄이고 자석의 자장 센싱 능력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

단말기 입력장치, 자석, 자기 센서, 자장, 수직 이동

Description

포인팅 장치 및 이를 갖는 휴대용 단말기{Pointing devicd and handheld terminal having the same}

도 1은 본 발명에 따른 포인팅 장치의 제 1 실시예를 나타낸 사시도이다.

도 2는 제 1 실시예를 나타낸 분해 사시도이다.

도 3은 제 1 실시예를 나타낸 단면 사시도이다.

도 4a 및 도 4b는 제 1 실시예의 동작을 나타낸 단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 포인팅 장치의 제 2 실시예를 나타낸 분해 사시도이다.

도 6은 제 2 실시예를 나타낸 단면 사시도이다.

도 7a 및 도 7b는 제 2 실시예의 동작을 나타낸 단면도이다.

도 8은 본 발명에 따른 포인팅 장치의 제 3 실시예를 나타낸 분해 사시도이다.

도 9는 제 3 실시예를 나타낸 단면 사시도이다.

도 10a 및 10b는 제 3 실시예의 동작을 나타낸 단면도이다.

도 11은 본 발명에 따른 포인팅 장치의 제 4 실시예를 나타낸 분해 사시도이다.

도 12는 제 4 실시예를 나타낸 단면 사시도이다.

도 13a 및 도 13b는 제 4 실시예의 동작을 나타낸 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100, 200, 300, 400 : 포인팅 장치 110, 210, 310, 410 : 기판

120, 220, 320, 420 : 자석 130, 230, 330 : 조작부

140, 240, 340, 440 : 가압판 150, 250, 350 : 고정판

160 : 탄성부재 360 : 탄성 지지대

460 : 척력부재 170, 270, 370, 470 : 센서부

180, 280, 380, 480 : 하우징 190, 290, 390, 490 : 누름부재

본 발명은 포인팅 장치 및 이를 갖는 휴대용 단말기에 관한 것으로, 자석의 수직 방향 변위에 따른 자장 변화를 자기 센서를 이용하여 검출하고, 이를 통해 화면상의 커서의 방향을 이동시키는 포인팅 및 이를 갖는 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 제어하는 장치로 포인팅 장치를 사용하였다. 이러한, 포인팅 장치는 화면상의 포인터의 움직임을 2차원적으로 조절하는 장치로, 종래에는 마우스나 터치 패드를 사용하였다.

최근에는 자석의 자장 변화를 감지하는 센서를 이용하여 자석의 2차원적인 움직임을 감지하여 화면상의 포인터의 움직임을 제어하는 포인팅 장치를 사용하였다. 종래의 포인팅 장치의 경우 소형의 전자 기기에 사용할 수 있도록 그 사이즈를 줄여야 하는 문제가 있다. 특히, 자장 변화를 이용한 포인팅 장치의 경우 그 크기를 소형화함으로 인해 자장 변화에 따른 센싱 능력이 저하되는 문제가 발생하였다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 자석의 수평 방향의 이동을 최소화하고 자석의 수직 방향 변위로 자장 변화를 검출하여 전체 소자의 크기를 줄이고 자석의 자장 센싱 능력을 향상시킬 수 있는 포인팅 장치 및 이를 갖는 휴대용 단말기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상으로는, 기판과, 상기 기판 상방에 위치하는 중공된 자석과, 상기 자석을 수직 방향으로 이동시키는 조작부와, 상기 기판에 마련되어 자석의 수직 방향 변위에 따른 자장 변화를 센싱하는 센서부를 포함하는 포인팅 장치에 의해 달성된다.

여기서 상기 자석은 복수의 영역으로 분리된 것이 바람직하다.

또한 상기 조작부는 복수의 영역으로 분리된 것이 바람직하다.

또한 상기 조작부 상면 중심에서 기판 상면까지 관통된 관통 홀과, 상기 관통 홀에 삽입되는 누름부재와, 상기 관통 홀의 직하방에 위치한 기판 상에 설치되는 누름 스위치를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상기 자석은 관통 홀 둘레에 마련되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 조작부는, 상기 자석의 상부에 위치하고 자석을 수직 방향으로 가압하는 가압판과, 상기 가압판의 하면에 위치하고 자석이 내설된 고정판과, 상기 고정판과 기판 사이에 마련되는 탄성부재를 포함하는 것이 바람직하다.

여기서 상기 탄성부재를 지지하는 요철이 고정판의 하면과 기판 상면 중 적어도 어느 한곳에 마련되는 것이 바람직하다.

또한 상기 조작부는, 상기 자석의 상부에 위치하고 자석을 수직 방향으로 가압하는 가압판과, 상기 가압판의 하면에 위치하고 자석이 내설되며, 그 하면 단부가 기판 상으로 연장 형성된 탄성 지지대가 마련된 고정판을 포함하는 것이 바람직하다.

여기서 상기 탄성 지지대는 아치형상을 갖는 것이 바람직하다.

또한 상기 고정판은 비자계 재질로 이루어지고, 상면에 자석이 매설되는 안착홈이 마련된 것이 바람직하다.

아울러 상기 조작부는, 상기 자석이 하면에 마련되어 자석을 수직 방향으로 가압하는 가압판과, 상기 가압판과 기판 사이에 마련되어 고정판에 내설된 자석과 척력을 갖는 척력부재를 포함하는 것이 바람직하다.

여기서 상기 척력부재를 지지하는 요철이 기판 상면에 마련되는 것이 바람직하다.

또한 상기 가압판은 비자계 재질로 이루어진 것이 바람직하다.

한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상으로는, 데 이터를 처리하는 제어부와, 화상을 표시하는 화면 표시부와, 상기 화면 표시부 내의 포인터를 움직이는 좌표 신호를 공급하는 포인팅 장치를 포함하고, 상기 포인팅 장치는 기판과, 상기 기판 상방에 위치하는 중공된 자석과, 상기 자석을 수직 방향으로 이동시키는 조작부와, 상기 기판에 마련되어 자석의 수직 방향 변위에 따른 자장 변화를 센싱하는 센서부를 포함하는 휴대용 단말기에 의해 달성된다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.

제 1 실시예

도 1은 본 발명에 따른 포인팅 장치의 제 1 실시예를 나타낸 사시도이고, 도 2는 제 1 실시예를 나타낸 분해 사시도이며, 도 3은 제 1 실시예를 나타낸 단면 사시도이다.

도면을 참조하여 설명하면, 제 1 실시예에 따른 포인팅 장치(100)는 크게 외부시스템에 접속될 신호 출력부(114)가 연결된 기판(110)과, 상기 기판(110)의 상방에 위치하는 중공된 자석(120)과, 상기 자석(120)을 수직 방향으로 밀어 이동시키되, 상기 자석(120)의 수평 방향 변위를 최소화하도록 상기 자석(120)의 상면과 측면을 감싸는 조작부(130)와, 상기 자석(120)의 수직 방향 변위에 따른 자장 변화를 감지하여 소정의 출력 신호를 생성하는 센서부(170)로 구성된다.

그리고 경우에 따라서는, 상기 기판(110)과 조작부(130) 및 센서부(170)로 외력이 가해지거나 이물이 유입되는 것을 방지하도록 상기 기판(110)의 하부에 위치하여 기판(110)의 하면과 조작부(130)의 측면을 감싸는 하우징(180)을 더 포함한 다. 여기서 상기 기판(110)에 마련된 신호 출력부(114)는, 기판(110) 하면 또는 측벽면의 일부에 마련된 커넥터일 수도 있고, 상기 기판(110)과 배선 또는 연성 인쇄 회로 기판을 통해 전기적으로 접속되는 커넥터일 수도 있다. 상기와 같이 기판(110)에 마련된 신호 출력부(114)는 하우징(180)의 일측면에 형성된 개방구(184)를 통해 포인팅 장치(100)의 외부로 연장된다.

상기 기판(110)은, 소정의 두께를 갖는 인쇄회로기판이 사용될 수 있다. 상기 기판(110)은 도면에 도시된 바와 같이 대략 원형의 형상을 가지며, 기판(110) 상방에는 자석(120)을 내설한 조작부(130)가 구비된다. 상기 조작부(130)는 전체적으로 기판(110)의 형상과 부합하는 원형의 형상을 갖는데, 상기 기판(110)과 조작부(130)의 전체적인 형상은 원형의 형상으로 한정되지 않고 다양하게 변형 가능하다.

예를 들어, 상기 기판(110)과 조작부(130)는 사각형과 같은 다각형으로 사용될 수도 있으나, 상기 기판(110)의 상면에는 수직 방향의 가압에 따라 소정의 출력 신호를 생성하는 누름 스위치(116)가 마련되고, 상기 누름 스위치(116)의 중심과 조작부(130)의 중심 및 센서부(170)의 중심이 동일 축선상에 위치하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 기판(110)의 상방으로는 중공된 자석(120)이 위치하게 되는데, 상기 자석(120)은 대략 원형 띠의 형상을 갖고, 상기 자석(120)의 중심은 센서부(170)의 중심과 동일 축선상에 위치하여 상기 자석(120)이 기판의 상면으로부터 소정의 높이에 위치할 수 있도록 조작부(130)에 내설된다. 이에 따라 상기 자 석(120)은 수직 방향으로 이동할 수 있는 여유 공간을 확보하게 된다.

또한 상기 기판(110) 상면에 노출된 누름 스위치(116)를 조작부(130) 상방에서 작동시킬 수 있도록 상기 조작부(130) 상면 중심에는 관통 홀(142)이 형성되는데, 상기 관통 홀(142)은 조작부(130) 상면 중심에서 기판 상면까지 관통되도록 형성되고, 상기 관통 홀(142)의 하방에 누름 스위치(116)가 위치하게 된다. 또한 상기 관통 홀(142)에는 누름 스위치(116)를 수직 방향으로 가압할 수 있도록 관통 홀(142)의 내경과 부합하는 누름부재(190)가 삽입된다. 상기 누름부재(190)는 그 상단이 관통 홀(142)의 상면으로 노출되고 하단은 누름 스위치(116)에 인접하는 대략 원기둥의 형상을 갖고 관통 홀(142)에 삽입 설치된다.

상기한 바와 같이 기판(110) 상면으로부터 소정의 높이에 위치하게 되는 자석(120)이 내설되는 제 1 실시예에 따른 조작부(130)는, 크게 자석(120)의 상부에 위치하고 자석(120)을 수직 방향으로 가압하는 가압판(140)과, 상기 가압판(140)의 하면에 위치하고 자석(120)이 내설되는 고정판(150)과, 상기 고정판(150)과 기판 (110)사이에 마련되는 탄성부재(160)로 구성된다.

상기 가압판(140)은 하부가 개방된 대략 원통의 형상을 갖고, 그 내부에 자석이 매립 내설되는 고정판(150)이 위치하게 된다. 부연하자면, 상기 가압판(140)의 상면에는 누름 방향을 사용자가 인지할 수 있을 정도의 시각 표시 내지 촉각 표시가 형성되는 바, 예를 들어, 상기 가압판(140)의 상면에는 전후좌우(동서남북)로 구분된 색채, 도형 및 미세한 요철 등이 형성될 수 있다. 여기서 상기 가압판(140)의 상면에 형성된 시각표시 내지 촉각표시는, 반드시 전후좌우의 4방향으로만 한정 되지 않고, 4방향 이상이 될 수 있으며, 이에 부합되도록 상기 가압판(140)의 상면에는 4방향 이상의 시각표시 내지 촉각표시가 형성될 수 있다.

또한 상기 가압판(140)의 상면 중심에는 앞서 설명한 관통 홀(142)이 형성되고, 상기 가압판(140)의 하면에는 상기 관통 홀(142)의 중심과 동일 축선상에 위치하는 고정판(150)이 위치하게 된다.

상기 고정판(150)은, 가압판(140)의 하면 형상에 부합하는 형상을 갖고 소정의 두께를 갖는데, 상기 고정판(150)의 중심에는 가압판(140)의 관통 홀(142)과 연결 관통되는 중공 홀(152)이 형성되고, 상기 고정판(150)의 상면에는 자석(120)이 매립되는 안착홈(154)이 형성된다. 즉, 상기 고정판(150)의 상면이 가압판(140)의 하면에 접촉하여 상기 가압판(140)의 누름 방향에 따라 고정판(150)도 동일한 방향으로 이동할 수 있는 결합 구조를 갖는다.

예를 들어, 상기 가압판(140)의 끝단이 도면에 도시된 바와 같이 가압판(140) 내측을 감싸도록 절곡된 절곡부(144)가 형성되어 상기 가압판(140)의 끝단(144)이 고정판(150)의 측면을 감싸 지지하도록 형성되거나, 상기 가압판(140) 하면과 고정판(150) 상면이 접착제에 의해 고정 지지될 수 있다.

또한 상기 고정판(150)의 안착홈(154)에 매립되는 자석(120)은, 상하로 1극 착자된 즉, 자석 상면에는 N극 또는 S극이 형성되고, 하면에는 상면에 대응하는 S극 또는 N극이 형성된 자석을 사용하는 것이 바람직하다. 물론 이에 한정되지 않고, 다양한 착자가 수행된 자석을 사용할 수 있다. 예를 들어, 외경 다극(2극, 4극, 8극등) 착자, 내경 다극 착자 또는 내외경 다극 착자가 수행된 자석을 사용할 수 있다. 상기한 바와 같이 다극 착자된 자석(120)은, 고정판(150)의 안착홈(154)에 매립되어 관통 홀(142)의 둘레에 마련되어, 자석(120)의 중심과 센서부(170)의 중심이 동일 축선상에 위치하게 된다.

그리고, 상기 가압판(140)에 외력이 가해지지 않을 경우에는 상기 자석(120)의 수직 방향 변위가 발생하지 않도록 고정판(150)의 하면과 기판(110) 상면의 간격을 항상 일정하게 유지하도록 고정판(150)과 기판(110) 사이에는 탄성부재(160)가 마련된다. 상기 탄성부재(160)는, 가압판(140)에 누름 방향으로 외력이 가해지는 경우 가압판(140)에 가해진 외력만큼 수축되어 자석(120)의 수직 방향 이동을 방해하지 않고, 외력이 소멸되면 수축되었던 탄성부재(160)가 원래의 상태로 팽창하여 자석(120)을 수직 방향 이동 전의 상태로 복원시키게 된다.

상기와 같은 탄성부재(160)는 코일 스프링 또는 판 스프링 중 어느 하나일 수 있고, 가압판(140)의 누름 방향에 따라 고정판(150)과 기판(110) 사이에 탄성부재가 배치될 수 있다. 즉 상기 가압판(140)의 누름 방향이 전후좌우의 4방향인 경우에는, 상기 탄성부재(160)가 관통 홀(142)을 중심으로 전후좌우 각각에 마련된다.

또한 상기 탄성부재(160)가 고정판(150)과 기판(110) 사이에서 이탈되지 않도록 고정판(150)의 하면과 기판(110)의 상면 중 적어도 어느 한곳에 탄성부재를 지지하는 요철(112)이 마련되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 탄성부재(160)로, 코일 스프링이 사용될 경우 상기 고정판(150)의 하면에 함몰된 홈(112a)이 형성되어 상기 코일 스프링의 상부가 함몰된 홈(112a)에 위치하게 되며, 기판(110)의 상면에는 소정 높이로 돌출 형성된 돌기(112b)가 형성되어 상기 코일 스프링의 하부가 상기 돌기(112b)에 삽입된다.

그리고, 상기 조작부(130)의 관통 홀(142) 내에서 수직 방향으로 가압됨에 따라 소정의 출력 신호를 생성하는 누름 스위치(116)는 관통 홀(142)의 중심과 동일 축선상에 위치하게 되는데, 상기 누름 스위치(116)는 누름부재(190)에 의해 가압되면 수축되었다가 원래의 상태로 복원되는 클릭감이 있는 돔 스위치인 것이 바람직하다.

또한 상기 기판(110)의 하면에는 센서부(170)가 마련된다. 상기 센서부(170)는 가압판(140)의 누름 방향에 따른 자석(120)의 자장 변화를 감지하여 이에 해당하는 좌표치를 출력하는 복수의 자기 센서(172)를 포함한다. 또한 상기 자기 센서(172)의 출력을 증폭하고, 종합하여 최종 자장의 변화를 검출하여 출력하는 제어부(174)를 포함한다.

즉 상기 자기 센서(172)는, 가압판(140)의 누름 방향에 대응하도록, 상기 가압판(140)의 누름 방향이 전후좌우의 4방향인 경우에는 상기 자기 센서(172)가 관통 홀(142)을 중심으로 전후좌우 각각에 마련된다. 여기서 상기 자기 센서(172)는, 자장의 변화에 따라 그 전기적 특성이 변화하는 소자를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 자기 센서(172)는 홀소자, 반도체 자기 저항 소자, 감자성체 자기 저항 소자 또는 GMR(Giant Magneto Resistive) 소자 중 어느 하나일 수 있다.

그리고, 상기 기판(110)의 하면에 위치하는 하우징(180)은 상부가 개방된 대략 원통의 형상을 갖고, 그 내부에 센서부(170)가 매립될 수 있도록 센서 안착 홈(182)이 형성되고, 상기 조작부(130)의 측면을 감싸도록 상방으로 연장 형성된 측벽에는 개방구(184)가 형성되어, 상기 개방구(184)를 통해 기판(110)에서 외부로 연장되는 신호 출력부(114)가 배선된다.

더불어, 상기 가압판(140) 및 고정판(150)은 자석(120)의 자계에 영향을 받지않는 비자계 재질로 이루어짐으로써 센서부(170)의 감지 능력을 향상시킬 수 있다. 부연하자면, 상기 고정판(150)에 내설된 자석(120)은 소정 영역으로 자장을 형성하게 되고, 상기 자석(120)이 센서부(170)로 가까워지거나 멀어짐에 따라 자기 센서(172)가 감지하는 자장에 변화가 생기기 마련이다. 이 자장의 변화를 제어부(174)가 종합하여 최종 자장의 변화를 검출하고 전기적 신호로 출력하게 된다.

그런데, 자석(120)을 감싸는 가압판(140) 및 고정판(150)이 자계 재질로 이루어질 경우 자석(120)의 자장에 의해 가압판(140) 및 고정판(150)이 자화되어 센서부(170)에 영향을 미치고, 그에 따라 자석(120)의 수직 방향 변위에 따른 자장 변화를 센싱하는 센서부(170)의 감지 능력이 저하된다.

따라서 상기 가압판(140) 및 고정판(150)이 비자계 재질로 이루어짐으로써, 자석(120)의 자장을 감지하는 자기 센서(172)에 간섭이 발생치 않게 되어 센서부(170)의 감지 능력을 향상시킬 수 있다. 여기서, 상기 비자계 재질은 천연수지(고무와 같은), 합성수지(에폭시와 같은), 비철금속 중 어느 하나일 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 제 1 실시예의 포인팅 장치(100)의 동작을 도 4a 및 4b에 의거하여 설명한다. 제 1 실시예에 따른 포인팅 장치(100)의 조작부(130)는, 평상시에 고정판(150)과 기판(110) 사이에 설치된 탄성부재(160)에 의해 고정 판(150)과 기판(110)이 평행한 초기 상태를 유지하게 된다. 이와 같이 평상시 즉, 포인팅 장치(100)의 조작부(130)에 힘이 인가되지 않는 경우에는 센서부(170)가 초기값을 출력하게 되어 화면상의 포인터의 위치는 변화하지 않게 된다.

그런데, 도면에 도시된 바와 같이 상기 가압판(140)의 어느 일측이 수직 방향으로 가압되면, 상기 가압판(140)은 관통 홀(142)을 중심점으로 하여 가압 방향(누름 방향)으로 기울어지고, 이때, 누름 방향에 위치한 탄성부재(160)는 수축되면서 반발력을 압축하게 된다. 상기 가압판(140)이 기울어지면 가압판(140)의 하부에 위치한 고정판(150)도 가압판(140)과 동일한 방향으로 기울어져 내설된 자석(120)을 수직 방향으로 이동시키게 된다. 이에 따라 상기 기판(120)에 설치된 센서부(170)는 자석(120)의 수직 방향 변위에 따른 자장의 변화를 감지하고 소정의 출력 신호를 생성하여 화면(미도시)상의 포인터의 위치를 센서부(170)의 출력 신호 만큼 이동시키게 된다.

이와는 반대로, 상기 가압판(140)을 누르고 있던 힘이 사라지면, 누름 방향에 위치한 고정판(150)과 기판(110) 사이에 설치된 수축되었던 탄성부재(160)가 원래의 상태로 복구되면서 고정판(150)을 수직 방향으로 밀어 올려 고정판(150)과 기판(110)이 평행한 초기 상태로 유지되면서 센서부(170)가 초기값을 출력하고, 이에 따라 화면상에서 이동되었던 포인터가 원래의 위치로 복귀하거나 또 다른 출력 신호가 있을 때까지 대기하게 된다.

한편, 조작부(130)의 중심 즉, 가압판(140)의 중심에 형성된 관통 홀(142)에 설치된 누름부재(190)를 통하여 기판(110) 상에 마련된 누름 스위치(116)의 온/오 프를 제어할 수 있다. 부연하자면, 상기 가압판(140)의 상면에 노출된 누름부재(190)를 가압하게 되면, 상기 누름부재(190)가 가압 방향(누름 방향)으로 이동하여 누름부재(190)의 하면이 기판(110) 상에 설치된 누름 스위치(116)를 가압하게 되고, 이에 따라 누름 스위치(116)는 소정의 출력 신호를 생성하여 누름 스위치(116)를 온 또는 오프시키게 된다. 이와는 반대로, 상기 누름부재(190)를 누르고 있던 힘이 사라지면 수축되었던 누름 스위치(116)가 원래의 상태로 복원되면서 누름부재(190)를 수직 방향으로 밀어 올리게 된다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명의 제 1 실시예에 따른 포인팅 장치는, 조작부에 내설된 자석이 수직 방향으로 이동하고, 상기 자석의 수직 방향 변위에 따른 자장변화를 센서부가 센싱하기 때문에 조작부의 너비를 줄여 포인팅 장치의 전체 크기를 줄일 수 있으며, 자석이 설치된 조작부가 비자계 재질로 이루어짐으로써 자석의 간섭이 발생치 않게 되어 센서부의 자장 센싱 능력을 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 제 1 실시예의 포인팅 장치의 조작부 및 자석은 다양한 형태로 변형되어 실시될 수도 있다. 이를 제 2 실시예 내지 제 4 실시예에 의거하여 설명한다.

제 2 실시예

도 5는 본 발명에 따른 포인팅 장치의 제 2 실시예를 나타낸 분해 사시도이며, 도 6은 제 2 실시예에 따른 포인팅 장치의 단면 사시도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 제 2 실시예에 따른 포인팅 장치(200)는, 크게 외부시스템에 접속될 신 호 출력부(214)가 연결된 기판(210)과, 상기 기판(210)의 상방에 위치하고, 복수의 영역으로 분리된 대략 부채꼴 형상을 갖는 자석(220; 220a, 220b, 220c, 220d)과, 상기 자석(220)을 수직 방향으로 밀어 이동시키되 상기 자석(220)의 수평 방향 변위를 최소화하도록 상기 자석(220)의 상면과 측면을 감싸는 조작부(230)와, 상기 자석(220)의 수직 방향 변위에 따른 자장 변화를 감지하여 소정의 출력 신호를 생성하는 센서부(270)로 구성된다.

그리고 경우에 따라서는, 상기 기판(210)과 조작부(230) 및 센서부(270)로 외력이 가해지거나 이물이 유입되는 것을 방지하도록 상기 기판(210)의 하부에 위치하여 기판(210)의 하면과 조작부(230)의 측면을 감싸는 하우징(280)을 더 포함한다. 여기서 상기 기판(210)에 마련된 신호 출력부(214)는, 기판(210) 하면 또는 측벽면의 일부에 마련된 커넥터일 수도 있고, 상기 기판(210)과 배선 또는 연성 인쇄 회로 기판을 통해 전기적으로 접속되는 커넥터일 수도 있다. 상기와 같이 기판(210)에 마련된 신호 출력부(214)는 하우징(280)의 일측면에 형성된 개방구(284)를 통해 포인팅 장치(200)의 외부로 연장된다.

상기 기판(210)은 제 1 실시예의 기판(110)과 같은, 소정의 두께를 갖는 인쇄회로기판이 사용될 수 있고, 도면에 도시된 바와 같이 대략 원형의 형상을 이룰 수도 있고, 사각형과 같은 다각형 등과 같은 다양한 형상으로 실시될 수도 있다. 그리고, 상기 기판(210) 상방에는 자석(220; 220a, 220b, 220c, 220d)들을 내설한 조작부(230)가 구비되는데, 상기 조작부(230)는 전체적으로 기판(210)의 형상과 부합하는 형상을 갖으며 상기 기판(210)의 상면에는 수직 방향의 가압에 따라 소정의 출력 신호를 생성하는 누름 스위치(216)가 마련되고, 상기 누름 스위치(216)의 중심과 조작부(230)의 중심 및 센서부(270)의 중심이 동일 축선상에 위치하게 된다.

상기와 같은 기판(210)의 상방으로는 복수의 영역으로 분리된 자석(220a, 220b, 220c, 220d)들이 형성되는데, 상기 자석(220a, 220b, 220c, 220d)들은 전체적으로 대략 원형 띠의 형상을 갖고, 각각의 자석(220)들 중심이 센서부(270)의 중심과 동일 축선상에 위치하도록 배열되며, 기판(210)의 상면으로부터 소정의 높이에 위치할 수 있도록 조작부(230)에 내설된다. 이에 따라 상기 각각의 자석(220)들은 수직 방향으로 이동할 수 있는 여유 공간을 확보하게 된다.

또한 상기 기판(210) 상면에 노출된 누름 스위치(216)를 조작부(230) 상방에서 작동시킬 수 있도록 상기 조작부(230) 상면 중심에는 관통 홀(242)이 형성되는데, 상기 관통 홀(242)은 조작부(230) 상면 중심에서 기판(210) 상면까지 관통되도록 형성되고, 상기 관통 홀(242)의 하방에 누름 스위치(216)가 위치하게 된다. 또한 상기 관통 홀(242)에는 누름 스위치(216)를 수직 방향으로 가압할 수 있도록 관통 홀(242)의 내경과 부합하는 누름부재(290)가 삽입된다. 상기 누름부재(290)는 그 상단이 관통 홀(242)의 상면으로 노출되고 하단은 누름 스위치(216)에 인접하는 대략 원기둥의 형상을 갖고 관통 홀(242)에 삽입 설치된다.

상기한 바와 같이 기판(210) 상면으로부터 소정의 높이에 위치하게 되는 각각의 자석(220)이 내설되는 제 2 실시예에 따른 조작부(230)는, 크게 각각의 자석(220)의 상부에 위치하고 각각의 자석(220)을 수직 방향으로 가압하는 복수의 영역으로 분리된 가압판(240; 240a, 240b, 240c, 240d)들과, 각각의 가압판(240) 하 면에 위치하는 각각의 자석(220)이 내설되도록 각각의 가압판(240) 형상에 대응하도록 복수의 영역으로 분리된 형상을 갖는 고정판(250; 250a, 250b, 250c, 250d)과, 상기 각각의 고정판(250)과 기판(210)사이에 마련되는 탄성부재(260; 206a, 260b, 260c, 260d)로 구성된다.

상기 각각의 가압판(240)은 복수의 영역으로 분리된 형상을 갖는 자석(220a, 220b, 220c, 220d)과 대응하도록 복수의 영역으로 분리된 대략 부채꼴 형상을 갖고, 그 내부에는 자석이 매립 내설되는 고정판(250a, 250b, 250c, 250d)이 위치하게 된다. 부연하자면, 상기 각각의 가압판(240)상면에는 누름 방향을 사용자가 인지할 수 있을 정도의 시각 표시 내지 촉각 표시가 형성되고, 상기 가압판(240a, 240b, 240c, 240d)들의 상면 중심에는 앞서 설명한 관통 홀(242; 242a, 242b, 242c, 242d)이 형성되고, 상기 가압판(240a, 240b, 240c, 240d)들의 하면에는 각각의 가압판(240) 형상에 대응하는 형상을 갖는 고정판(250a, 250b, 250c, 250d)이 위치하게 된다.

상기 각각의 고정판(250)은, 소정의 두께를 갖고, 그 상면 각각에는 자석(220)이 매립되는 안착홈(254a, 254b, 254c, 254d)이 형성된다. 즉, 상기 고정판(250) 각각에 자석이 매립 내설된 상태로 각각의 가압판(240)에 설치됨으로써 가압판(240a, 240b, 240c, 240d)의 누름 방향에 대응하는 고정판(250a, 250b, 250c, 250d)이 수직 방향으로 이동할 수 있는 결합 구조를 갖는다.

또한 각각의 고정판(250)에 형성된 안착홈(254a, 254b, 254c, 254d)에 매립되는 자석(220a, 220b, 220c, 220d)은, 제 1 실시예와 마찬가지로 상하로 1극 착자 된 즉, 자석 상면에는 N극 또는 S극이 형성되고, 하면에는 상면에 대응하는 S극 또는 N극이 형성된 자석을 사용하는 것이 바람직하다. 물론 이에 한정되지 않고, 다양한 착자가 수행된 자석을 사용할 수 있다. 예를 들어, 외경 다극(2극, 4극, 8극등) 착자, 내경 다극 착자 또는 내외경 다극 착자가 수행된 자석을 사용할 수 있다.

그리고, 각각의 가압판(240)에 외력이 가해지지 않을 경우에는 상기 각각의 자석(220)에 대한 수직 방향 변위가 발생하지 않도록 각각의 고정판(250) 하면과 기판(210) 상면의 간격을 항상 일정하게 유지하도록 각각의 고정판(250)과 기판(210) 사이에는 탄성부재(260; 260a, 260b, 260c, 260d)가 마련된다. 상기 각각의 탄성부재(260)는, 각각의 가압판(240)에 누름 방향으로 외력이 가해지는 경우 각각의 가압판(240)에 가해진 외력만큼 수축되어 자석(220)의 수직 방향 이동을 방해하지 않고, 외력이 소멸되면 수축되었던 탄성부재(260)가 원래의 상태로 복원되어 자석(260)을 수직 방향 이동 전의 위치로 이동시키게 된다.

또한 상기 각각의 탄성부재(260)는 제 1 실시예와 마찬가지로 각각의 고정판(250)과 기판(210) 사이에서 이탈되지 않도록 각각의 고정판(250) 하면과 기판(210)의 상면 중 적어도 어느 한곳에 탄성부재(260)를 지지하는 요철(212)이 마련될 수도 있다. 그리고, 상기 조작부(230)의 관통 홀(242) 내에서 수직 방향으로 가압됨에 따라 소정의 출력 신호를 생성하는 누름 스위치(216)는 관통 홀(242)의 중심과 동일 축선상에 위치하게 된다. 또한 상기 기판(210)의 하면에는 센서부(270)가 마련되는 바, 센서부(270)는 각각의 가압판(240) 누름 방향에 따른 자 석(220a, 220b, 220c, 220d)들의 자장 변화를 감지하여 이에 해당하는 좌표치를 출력하는 복수의 자기 센서(272) 및 상기 자기 센서(272)의 출력을 증폭하고, 종합하여 최종 자장의 변화를 검출하여 출력하는 제어부(274)를 포함한다.

또한 상기 기판(210)의 하면에 위치하는 하우징(280)은 제 1 실시예와 마찬가지로 상부가 개방된 대략 원통의 형상을 갖고, 그 내부에 센서부(270)가 매립될 수 있도록 센서 안착홈(282)이 형성되고, 상기 조작부(230)의 측면을 감싸도록 상방으로 연장 형성된 측벽에는 개방구(284)가 형성되어, 상기 개방구(284)를 통해 기판(210)에서 외부로 연장되는 신호 출력부(214)가 배선된다.

더불어, 상기 각각의 가압판(240) 및 각각의 고정판(250)은 제 1 실시예에서 설명한 바와 같이 자석(220)의 자계에 영향을 받지않는 비자계 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성을 갖는 제 2 실시예의 포인팅 장치(200)의 동작을 도 7a 및 7b에 의거하여 설명한다. 제 2 실시예에 따른 포인팅 장치(200)의 조작부(230)는, 평상시에 각각의 고정판(250)과 기판(210) 사이에 설치된 각각의 탄성부재(260)에 의해 고정판(250)과 기판(210)이 평행한 초기 상태를 유지하게 된다. 이와 같이 평상시 즉, 포인팅 장치(200)의 조작부(230)에 힘이 인가되지 않는 경우에는 센서부(270)가 초기값을 출력하게 되어 화면상의 포인터의 위치는 변화하지 않게 된다.

그런데, 도면에 도시된 바와 같이 상기 가압판(240a, 240b, 240c, 240d) 중 임의의 어느 가압판이 수직 방향으로 가압되면, 상기 임의의 가압판은 관통 홀(142)을 중심점으로 하여 가압 방향(누름 방향)으로 수직 이동하고, 이때, 임의의 가압판 하부에 위치한 탄성부재가 수축된다. 임의의 가압판이 누름 방향으로 수직 이동하게 되면 임의의 가압판 하부에 위치한 고정판도 가압판도 누름 방향으로 수직 이동하여 내설된 자석을 수직 방향으로 이동시키게 된다. 이에 따라 상기 기판(210)에 설치된 센서부(270)는 자석의 수직 방향 변위에 따른 자장의 변화를 감지하고 소정의 출력 신호를 생성하여 화면(미도시)상의 포인터 위치를 센서부(270)의 출력 신호만큼 이동시키게 된다.

예를 들어, 복수 영역으로 분리된 가압판 중 일측에 위치한 가압판(240a)를 가압하게 되면, 상기 가압판(240a) 하부에 위치한 고정판(250a)이 누름 방향으로 수직 이동하게 되면서 상기 고정판(250a)과 기판(210) 사이에 설치된 탄성부재(260a)를 수축시키게 된다. 이때 상기 고정판(250a)이 누름 방향으로 수직 이동하게 됨으로써 상기 고정판(250a)에 내설된 자석(220a)이 센서부(270)의 자기 센서(272)와 가까워지고, 상기 센서부(270)는 자석(220a)과 자기 센서(272)가 가까워진 만큼의 자장 변화를 감지하고 소정의 출력 신호를 생성하여 화면상의 포인터 위치를 이동시키게 된다. 이때 상기 가압된 가압판(240a)을 제외한 다른 가압판(240b, 240c, 240d)은 초기 상태를 유지하게 됨으로써 그 하부에 위치한 자석들(220b, 220c, 220d)의 수직 방향 변위에 변동이 발생하지 않게 되어 센서부는 가압판의 누름 방향에 따른 자장의 변화를 더욱 정확하게 센싱하고 화면상의 포인터를 이동시키게 된다.

이와는 반대로, 상기 가압판(240a)을 누르고 있던 힘이 사라지면, 가압 판(240a)의 하부에 위치하는 고정판(250a)과 기판(210) 사이의 탄성부재(260a)가 원래의 상태로 복구되면서 고정판(250a)을 수직 방향으로 밀어 올려 가압판을 초기 상태로 유지시켜 센서부(270)가 초기값을 출력하게 된다.

한편, 상기 조작부를 수직 방향으로 밀어 올려 자석의 수직 방향 이동을 초기 상태로 유지시키는 탄성부재를 고정판과 일체화시켜 포인팅 장치의 구성 부품을 감소시킬 수도 있다. 이를 제 3 실시예의 의거하여 설명한다.

제 3 실시예

도 8은 본 발명에 따른 포인팅 장치의 제 3 실시예를 나타낸 분해 사시도이며, 도 9은 제 3 실시예에 따른 포인팅 장치의 단면 사시도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 제 3 실시예에 따른 포인팅 장치(300)는 크게 외부시스템에 접속될 신호 출력부(314)가 마련된 기판(310)과, 상기 기판(310)의 상방에 위치하는 중공된 자석(320)과, 상기 자석(320)을 수직 방향으로 밀어 이동시키되 상기 자석(320)의 수평 방향 변위를 최소화하도록 상기 자석(320)의 상면과 측면을 감싸는 조작부(330)와, 상기 자석(320)의 수직 방향 변위에 따른 자장 변화를 감지하여 소정의 출력 신호를 생성하는 센서부(370)로 구성된다.

그리고 제 1 실시예 및 제 2 실시예와 마찬가지로, 상기 기판(310)과 조작부(330) 및 센서부(370)로 외력이 가해지거나 이물이 유입되는 것을 방지하도록 상기 기판(310)의 하부에 위치하여 기판(310)의 하면과 조작부(330)의 측면을 감싸는 하우징(280)을 더 포함하며, 상기 기판(310)으로부터 신호 출력부(314)가 포인팅 장치(300)의 외부로 연장될 수 있도록 상기 하우징(380)의 일측면에 개방구(384)가 형성된다.

상기 기판(310)은 제 1 실시예 및 제 2 실시예와 마찬가지로, 소정의 두께를 갖는 인쇄회로기판이 사용될 수 있고, 도면에 도시된 바와 같이 대략 원형의 형상을 이룰 수도 있고, 사각형과 같은 다각형 등과 같은 다양한 형상으로 실시될 수도 있다. 그리고, 상기 기판(310)의 상방으로는 중공된 자석(320)이 위치하게 되는데, 상기 자석(320)은 대략 원형 띠의 형상을 갖고, 상기 자석(320)의 중심은 센서부(370)의 중심과 동일 축선상에 위치하여 상기 자석(320)이 기판의 상면으로부터 소정의 높이에 위치할 수 있도록 조작부(330)에 내설된다. 이에 따라 상기 자석(320)은 수직 방향으로 이동할 수 있는 여유 공간을 확보하게 된다.

또한 상기 기판(310) 상면에 노출된 누름 스위치(316)와, 상기 누름 스위치(316)를 작동시키기 위한 누름 부재(390)는 제 1 실시예 및 제 2 실시예의 구조및 동작과 대동소이하기 때문에 그 설명을 생략한다.

기판(310) 상면으로부터 자석(320)이 소정의 높이에 위치하도록 기판(310) 상면에 설치되는 조작부(330)는, 자석(320)의 상부에 위치하고 자석(320)을 수직 방향으로 가압하는 가압판(340)과, 상기 가압판(340)의 하면에 위치하고 자석(320)이 내설되며 그 하면 단부가 기판(310) 상면으로 연장되되 대략 아치형상을 갖는 탄성 지지대(360)가 마련된 고정판(350)으로 구성된다.

상기 가압판(340)은 하부가 개방된 대략 원통의 형상을 갖고, 그 내부에 자석이 매립 내설되는 고정판(350)이 위치하게 되며, 상기 가압판(340)의 상면에는 제 1 실시예에서 설명한 바와 같은 사용자가 인지할 수 있을 정도의 시각 표시 내지 촉각 표시가 형성될 수 있다. 또한 상기 가압판(340)의 상면 중심에는 관통 홀(342)이 형성되고, 상기 가압판(340)의 하면에는 상기 관통 홀(342)의 중심과 동일 축선상에 위치하는 고정판(350)이 위치하게 된다.

상기 고정판(350)은, 가압판(340)의 하면 형상에 부합하는 형상을 갖고, 그 중심에는 가압판(340)의 관통 홀(342)과 연결 관통되는 중공 홀(352)이 형성되며, 상기 중공 홀(352)의 둘레에는 자석(320)이 매립되는 안착홈(354)이 형성된다. 또한 상기 고정판(350)의 하면 단부에는 탄성 지지대(360)가 기판(310) 상면으로 연장 형성되는데, 상기 탄성 지지대(360)는 고정판(350) 하면 단부에서 기판(310) 상면까지 연장되는 대략 아치형상을 갖는다.

특히, 상기 탄성 지지대(360)는 탄성력을 갖는 재질로 이루어짐으로써, 고정판(350)이 수직 방향으로 이동하게 되는 경우 상기 탄성 지지대(360)가 수직 방향으로 수축 또는 복원된다. 상기와 같은 탄성력을 갖는 재질로는 고무와 같은 천연 수지 및 합성 수지가 될 수 있으며, 경우에 따라서는 상기 탄성 지지대(360)와 고정판(350)이 일체로 형성될 수도 있다. 또한 자석(320)이 고정판(350)에 완전히 매립되도록 몰딩된 상태로 가압판(340)의 하면에 설치될 수도 있을 것이며, 상기 가압판(340) 및 고정판(350)은 제 1 실시예 및 제 2 실시예에서 설명한 바와 같은 자석의 자계에 영향을 받지 않는 비자계 재질로 이루어질 수도 있을 것이다.

이에 따라 제 1 실시예 및 제 2 실시예에서 설명한 바와 같이 고정판(350)과 기판(310) 사이에 설치되는 탄성부재(160, 260)를 지지하기 위한 요철(112, 212) 등이 불필요하게 되어 포인팅 장치(300)의 부품수를 감소시키고 그 구조를 간단히 할 수 있다.

상기 고정판(350)에 형성된 안착홈(354)에 매립되는 자석(320)은, 제 1 실시예 및 제 2 실시예에서 설명한 바와 같은 상하로로 1극 착자된 즉, 자석 상면에는 N극 또는 S극이 형성되고, 하면에는 상면에 대응하는 S극 또는 N극이 형성된 자석이 사용될 수도 있을 것이다. 물론 이에 한정되지 않고, 다양한 착자가 수행된 자석을 사용할 수 있다. 예를 들어, 외경 다극(2극, 4극, 8극등) 착자, 내경 다극 착자 또는 내외경 다극 착자가 수행된 자석을 사용할 수 있다.

또한 상기 조작부(330)의 관통 홀(342) 내에서 수직 방향으로 가압됨에 따라 소정의 출력 신호를 생성하는 누름 스위치(316)는 관통 홀(342)의 중심과 동일 축선상에 위치하게 되는데, 상기 누름 스위치(316)는 제 1 실시예 및 제 2 실시예에서 설명한 바와 같은 누름부재(390)에 의해 가압되면 수축되었다가 원래의 상태로 복원되는 클릭감이 있는 돔 스위치인 것이 바람직하다.

또한 기판(310)의 하면에는 센서부(370)가 마련되는 바, 상기 센서부(370)는 가압판(340)의 누름 방향에 따른 자석(320)의 자장 변화를 감지하여 이에 해당하는 좌표치를 출력하는 복수의 자기 센서(372) 및 상기 자기 센서(372)의 출력을 증폭하고, 종합하여 최종 자장의 변화를 검출하여 출력하는 제어부(374)를 포함하며, 상기 기판(310)의 하면에 위치하는 하우징(380)은 제 1 실시예 및 제 2 실시예에서 설명한 바와 같은 상부가 개방된 대략 원통의 형상을 갖고, 그 내부에 센서부(370)가 매립될 수 있도록 센서 안착홈(382)이 형성되고, 상기 조작부(330)의 측면을 감 싸도록 상방으로 연장 형성된 측벽에는 개방구(384)가 형성되어, 상기 개방구(384)를 통해 기판(310)에서 외부로 연장되는 신호 출력부(314)가 배선된다.

한편, 경우에 따라서 상기 조작부(330)가 제 2 실시예에서 설명한 바와 같이 복수 영역으로 분리되도록 마련되어 누름 방향에 따라 가압판(340)과 탄성 지지대(360)와 일체로 형성된 고정판(350)이 누름 방향에 따라 개별적으로 동작할 수도 있을 것이다.

상기와 같은 구성을 갖는 제 3 실시예의 포인팅 장치(300)의 동작을 도 10a 및 10b에 의거하여 설명한다. 제 3 실시예에 따른 포인팅 장치(300)의 조작부(330)는, 평상시에 고정판(350) 하면 단부와 일체로 형성된 탄성 지지대(360)에 의해 고정판(350)과 기판(310)이 평행한 초기 상태를 유지하고 센서부(370)가 초기값을 출력하게 되어 화면상의 포인터의 위치는 변화하지 않게 된다.

그런데, 도면에 도시된 바와 같이 상기 가압판(340)의 어느 일측이 수직 방향으로 가압되면, 상기 가압판(340)은 관통 홀(342)을 중심점으로 하여 가압 방향(누름 방향)으로 기울어지고, 이때, 누름 방향에 위치한 탄성 지지대(360)가 수축하게 된다. 그리고, 가압판(340) 하면에 위치한 고정판(350)도 가압판(340)의 기울어짐에 따라 동일하게 기울어지면서 고정판(350)에 내설된 자석(320)을 수직 방향으로 이동시킨다. 상기 자석(320)의 수직 방향 변위에 따른 자장의 변화를 센서부(370)가 감지하고 소정의 출력 신호를 생성하여 화면상의 포인터 위치를 센서부(370)의 출력 신호 만큼 이동시키게 된다.

이와는 반대로, 상기 가압판(340)을 누르고 있던 힘이 사라지면, 누름 방향 에 위치한 고정판(350)의 탄성 지지대(360)가 원래의 상태로 복구되면서 자석(320)을 내설한 고정판(350)을 수직 방향으로 밀어 올려 고정판(350)과 기판(310)이 평행한 초기 상태로 유지되면서 센서부(370)가 초기값을 출력하고, 이에 따라 화면상에서 이동되었던 포인터가 원래의 위치로 복귀하거나 또 다른 출력 신호가 있을 때까지 대기하게 된다.

상기에서 설명한 바와 같이 제 3 실시예에 따른 포인팅 장치(300)는 자석(320)을 내설한 고정판(350)에 탄성 지지대(360)가 일체로 마련되어 포인팅 장치(300)의 부품수를 감소시키고 그 구조를 간단히 할 수 있다.

한편, 상기 조작부를 수직 방향으로 밀어 올려 자석의 수직 방향 이동을 초기 상태로 유지하기 위한 탄성부재 및 탄성 지지대를 대신하여 척력부재가 사용되어 상기 조작부의 수직 방향 이동을 비접촉으로 수행할 수도 있다. 이를 제 4 실시예의 의거하여 설명한다.

제 4 실시예

도 11은 본 발명에 따른 포인팅 장치의 제 4 실시예를 나타낸 분해 사시도이며, 도 12은 제 4 실시예에 따른 포인팅 장치의 단면 사시도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 제 4 실시예에 따른 포인팅 장치(400)는 신호 출력부(414)가 마련된 기판(410)과, 상기 기판(410)의 상방에 위치하는 중공된 자석(420)과, 상기 자석(420)을 하면에 마련하여 상기 자석을 수직 방향으로 밀어 이동시키는 가압판(440)과 상기 자석의 직하방에 위치하는 기판 상면에 고정되어 상기 자석과 기판 사이에 척력을 형성하는 척력부재(460) 및 상기 자석(420)의 수직 방향 변위에 따른 자장 변화를 감지하여 소정의 출력 신호를 생성하는 센서부(470)로 구성된다.

그리고 제 1 실시예 내지 제 3 실시예와 마찬가지로, 상기 기판(410)과 가압판(440) 및 센서부(470)로 외력이 가해지거나 이물이 유입되는 것을 방지하도록 상기 기판(310)의 하부에 위치하여 기판(410)의 하면과 가압판(430)의 측면을 감싸는 하우징(480)을 더 포함하며, 상기 기판(410)으로부터 신호 출력부(414)가 포인팅 장치(400)의 외부로 연장될 수 있도록 상기 하우징(480)의 일측면에 개방구(484)가 형성된다.

상기 기판(410)은 제 1 실시예 내지 제 3 실시예와 마찬가지로, 소정의 두께를 갖는 인쇄회로기판이 사용될 수 있고, 도면에 도시된 바와 같이 대략 원형의 형상을 이룰 수도 있고, 사각형과 같은 다각형 등과 같은 다양한 형상으로 실시될 수도 있다. 그리고, 상기 기판(410)의 상방으로는 중공된 자석(420)이 위치하게 되는데, 상기 자석(420)은 대략 원형 띠의 형상을 갖고, 상기 자석(420)의 중심은 센서부(470)의 중심과 동일 축선상에 위치하여 상기 자석(420)이 기판의 상면으로부터 소정의 높이에 위치할 수 있도록 가압판(440)의 하면에 고정된다. 특히, 상기 가압판(440)의 하면에 고정되는 자석(420) 중 기판(410)과 대면하는 면으로 N극 또는 S극이 형성된다.

기판(410) 상면으로부터 자석(420)이 소정의 높이에 위치하도록 기판(410) 상면에 설치되는 가압판(440)은, 대략 하부가 개방된 원통 형상을 갖고 상면 중심에 관통 홀(442)이 형성된다. 또한 상기 가압판(440) 하면에는 자석(420)이 고정되 는 안착홈(444)이 형성되며, 상기 가압판의 상면에는 제 1 실시예 및 제 3 실시예에서 설명한 바와 같은 사용자가 인지할 수 있을 정도의 시각 표시 내지 촉각 표시가 형성된다.

그리고, 상기 가압판(440)의 하면에 고정되는 자석(420)의 직하방에 위치하는 기판(410) 상면에는 척력부재 안착홈(412)이 형성되고, 상기 척력부재 안착홈(412)에 척력부재(460)가 고정되는데, 상기 척력부재(460)의 상면은 자석(420) 중 기판(410)과 대면하는 면에 형성된 극성과 대응하는 S극 또는 N극이 형성되어 상기 자석(420)과 척력부재(460) 사이에 척력 공간을 형성하게 된다.

또한 상기 기판(410) 상면에 노출된 누름 스위치(416)와, 상기 누름 스위치(416)를 작동시키기 위한 누름 부재(490)는 제 1 실시예 내지 제 3 실시예의 구조 및 동작과 대동소이하기 때문에 그 설명을 생략한다.

또한 기판(410)의 하면에는 센서부(470)가 마련되는 바, 상기 센서부(470)는 가압판(440)의 누름 방향에 따른 자석(420)의 자장 변화를 감지하여 이에 해당하는 좌표치를 출력하는 복수의 자기 센서(472) 및 상기 자기 센서(472)의 출력을 증폭하고, 종합하여 최종 자장의 변화를 검출하여 출력하는 제어부(474)를 포함하며, 상기 기판(410)의 하면에 위치하는 하우징(480)은 제 1 실시예 내지 제 3 실시예에서 설명한 바와 같은 상부가 개방된 대략 원통의 형상을 갖고, 그 내부에 센서부(470)가 매립될 수 있도록 센서 안착홈(482)이 형성된다.

여기서 상기 가압판(440)과 자석(420) 및 척력부재(460)는 앞서 설명한 실시예로 한정되지 않고 경우에 따라서는 상기 가압판(440)과 자석(420) 및 척력부 재(460)가 제 2 실시예에서 설명한 바와 같이 복수 영역으로 분리되도록 마련되어 누름 방향에 따른 가압판(440)의 수직 방향 이동이 개별적으로 이루어질 수도 있을 것이다.

상기와 같은 구성을 갖는 제 4 실시예의 포인팅 장치(400)의 동작을 도 13a 및 13b에 의거하여 설명한다. 제 4 실시예에 따른 포인팅 장치(400)의 가압판(440)은 척력부재(460)에 의해 형성된 척력에 의해 평상시에 가압판(440)과 기판(410)이 평행한 초기 상태를 유지하게 됨으로써 센서부(470)가 초기값을 출력하여 화면상의 포인터 위치는 변화하기 않는다.

그런데, 도면에 도시된 바와 같이 상기 가압판(440)의 어느 일측을 자석(420)과 척력부재(460) 사이에 형성된 척력보다 큰 힘으로 가압하면, 상기 가압판(440)은 관통 홀(342)을 중심점으로 하여 가압 방향(누름 방향)으로 기울어져 가압판(440)의 하면에 고정된 자석(420)을 수직 방향으로 이동시킨다. 이때, 상기 자석(420)의 수직 방향 변위에 따른 자장의 변화를 자기 센서(472)가 감지하고 소정의 출력 신호를 생성하여 화면상의 포인터 위치를 센서부(470)의 출력 신호 만큼 이동시키게 된다.

이와는 반대로, 상기 가압판(440)을 누르고 있던 힘이 사라지면, 자석(420)과 척력부재(460) 사이에 형성된 척력에 의해 자석(420)을 수직 방향으로 밀어 올려 가압판(440)과 기판(410)이 평행한 초기 상태로 유지되면서 센서부(470)가 초기값을 출력하고, 이에 따라 화면상에서 이동되었던 포인터가 원래의 위치로 복귀하거나 또 다른 출력 신호가 있을 때까지 대기하게 된다.

상기에서 설명한 바와 같이 제 4 실시예에 따른 포인팅 장치(300)는 자석과 을 척력부재 사이에 척력이 형성됨으로써 가압판 및 자석의 수직 방향 이동이 비접촉으로 수행된다.

한편, 상기와 같은 포인팅 장치가 휴대용 단말기에 적용되어 실시될 수 있다. 하기 설명에서는 휴대용 전화기를 그 일예로 설명하지만 본 발명은 이에 한정되지 않고, 디지털 카메라, 캠코더, MP3, PMP, PDA, GPS, 노트북, 게임기, 리모콘, 전자 사전 등의 다양한 종류의 휴대용 단말기에 사용될 수 있다. 즉, 각 단말기의 기능에 따라 소정의 신호(데이터)를 처리하는 제어부와, 화상을 표시하는 화면 표시부와, 화면 표시부의 포인터 및 커서의 움직임을 제어하는 포인팅 장치를 포함한다. 여기서 상기 입력장치로는 앞서 설명한 제 1 실시예 내지 제 4 실시예 중 어느 하나의 포인팅 장치가 사용될 수 있다.

상기 휴대용 전화기는 안테나에 접속되어 음성 데이터 및 제어 데이터의 송수신을 관리하는 무선통신부와, 상기 무선통신부로 수신된 음성 데이터를 가청음으로 변환시켜 스피커부를 통해 출력하거나, 마이크부로 부터 수신되는 음성을 데이터화 하여 무선부로 출력하는 음성 처리부와, 커서가 마련되어 화상을 표시하는 화면표시부와, 키패드를 통해 화면표시부에 데이터를 입력하는 키 입력부와, 화면 표시부의 포인터 및 커서의 움직임을 제어하는 포인팅 장치와, 상기 각부와 장치의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.

상기 휴대용 전화기에 적용된 포인팅 장치는 수직 방향으로 이동하는 자석과, 상기 자석의 수직 방향 변위에 따른 자장 변화를 감지하고, 상기 자장 변화에 따라 출력 신호를 생성하는 센서부와, 상기 자석을 초기 위치로 복귀시키거나 수직 방향으로 가압하는 조작부 내지 가압판을 포함한다.

즉, 사용자가 포인팅 장치의 조작부 내지 가압판의 어느 일측을 가압하면 조작부 내지 가압판의 하부에 위치한 자석이 수직 방향으로 이동하여 자석의 수직 방향에 변위가 발생되고 이를 센서부가 감지하여 소정의 출력 신호를 생성하게 된다. 여기서 상기 센서부는, 자석의 수직 방향 변위에 따른 자장 변화를 감지하여 이에 해당하는 좌표치를 출력하는 복수의 자기 센서와 상기 자기 센서의 출력을 증폭하고, 종합하여 최종 자장의 변화를 검출하여 출력하는 포인팅 장치 제어부를 포함한다.

이에 따라 센서부의 포인팅 장치 제어부에서 출력된 소정의 신호만큼 화면 표시부 상의 포인터 또는 커서를 제어부가 이동시킨다. 즉, 제어부는 포인팅 장치로부터 인가된 소정의 출력 신호만큼 백터를 계산하고, 상기 백터에 해당하는 값과 백터의 방향만큼 화면 표시부 상의 포인터 또는 커서를 이동시킨다.

이때 포인터 또는 커서는 백터의 크기에 한정되지 않고, 동일한 속도로 움직일 수도 있고, 백터의 지속 시간에 따라 증가할 수도 있다. 즉, 동일한 백터가 계속적으로 입력될 때 포인터 또는 커거의 움직이는 속도가 증대될 수 있다.

상기와 같이 자석의 수직 방향 이동에 따라 자장 변화를 센싱하고 소정의 출력 신호를 생성하는 포인팅 장치는 자석의 수평 방향의 이동을 최소화하고, 자석의 수직 방향 변위로 자장 변화를 검출할 수 있어 전체 소장의 크기를 줄이고 자석의 수직 방향 이동에 따른 자장 센싱 능력을 향상시킬 수 있다.

또한 포인팅 장치의 전체 크기가 줄어든 만큼 휴대용 단말기 내에서 포인터 내지 커서를 이동시키기 위한 입력장치가 차지하는 공간만큼 설계 변경이 가능하여 휴대용 단말기의 전체 크기를 줄일 수 있다.

한편, 본 발명은 상술한 실시예로서만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 것도 본 발명의 기술적 사상에 속하는 것으로 보아야 한다.

본 발명에 의한 포인팅 장치는, 자석의 수평 방향의 이동을 최소화하고 자석의 수직 방향 변위로 자장 변화를 검출하여 전체 소자의 크기를 줄이고 자석의 자장 센싱 능력을 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명에 따른 포인팅 장치가 적용된 휴대용 단말기는 호인팅 장치의 전체 크기가 줄어들 만큼 휴대용 단말기 내에서 포인터 내지 커서를 이동시키기 위한 입력장치가 차지하는 공간만큼 설계 변경이 가능하여 휴대용 단말기의 전체 크기를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (14)

1. 기판과,

   상기 기판 상방에 위치하는 중공된 자석과,

   상기 자석을 수직 방향으로 이동시키는 조작부와,

   상기 기판에 마련되어 자석의 수직 방향 변위에 따른 자장변화를 센싱하는 센서부를 포함하는 포인팅 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 자석은 복수의 영역으로 분리된 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 조작부는 복수의 영역으로 분리된 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 조작부 상면 중심에서 기판 상면까지 관통된 관통 홀과,

   상기 관통 홀에 삽입되는 누름부재와,

   상기 관통 홀의 직하방에 위치한 기판 상에 설치되는 누름 스위치를 더 포함하는 포인팅 장치.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 자석은 관통 홀 둘레에 마련되는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
6. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조작부는

   상기 자석의 상부에 위치하고 자석을 수직 방향으로 가압하는 가압판과,

   상기 가압판의 하면에 위치하고 자석이 내설된 고정판과,

   상기 고정판과 기판 사이에 마련되는 탄성부재를 포함하는 포인팅 장치.
7. 청구항 6에 있어서, 상기 탄성부재를 지지하는 요철이 고정판의 하면과 기판 상면 중 적어도 어느 한곳에 마련되는 것을 포함하는 포인팅 장치.
8. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조작부는

   상기 자석의 상부에 위치하고 자석을 수직 방향으로 가압하는 가압판과,

   상기 가압판의 하면에 위치하고 자석이 내설되며, 그 하면 단부가 기판 상으로 연장 형성된 탄성 지지대가 마련된 고정판을 포함하는 포인팅 장치.
9. 청구항 8에 있어서, 상기 탄성 지지대는 아치형상을 갖는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
10. 청구항 6 또는 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고정판은 비자계 재 질로 이루어지고, 상면에 자석이 매설되는 안착홈이 마련된 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
11. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조작부는

    상기 자석이 하면에 마련되어 자석을 수직 방향으로 가압하는 가압판과,

    상기 가압판과 기판 사이에 마련되어 고정판에 내설된 자석과 척력을 갖는 척력부재를 포함하는 포인팅 장치.
12. 청구항 10에 있어서, 상기 척력부재를 지지하는 요철이 기판 상면에 마련되는 것을 포함하는 포인팅 장치.
13. 청구항 6, 청구항 8, 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가압판은 비자계 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
14. 데이터를 처리하는 제어부와,

    화상을 표시하는 화면 표시부와,

    상기 화면 표시부 내의 포인터를 움직이는 좌표 신호를 공급하는 포인팅 장치를 포함하고,

    상기 포인팅 장치는 기판과, 상기 기판 상방에 위치하는 중공된 자석과, 상기 자석을 수직 방향으로 이동시키는 조작부와, 상기 기판에 마련되어 자석의 수직 방향 변위에 따른 자장변화를 센싱하는 센서부를 포함하는 휴대용 단말기.

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