KR20080098755A

KR20080098755A - 회전형 입력장치

Info

Publication number: KR20080098755A
Application number: KR1020070044007A
Authority: KR
Inventors: 강응천
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2007-05-07
Filing date: 2007-05-07
Publication date: 2008-11-12

Abstract

회전형 입력장치가 개시된다. 삽입홀이 형성되는 휠과, 삽입홀에 삽입되는 중공형의 분리격벽과, 분리격벽의 중공에 삽입되는 센터키와, 휠을 회전 가능하게 지지하는 홀더 및 홀더가 결합되는 베이스를 포함하는 회전형 입력장치는, 최근의 전자기기의 다기능화에 따라 다양한 멀티입력이 가능하고, 분리격벽의 색상을 다양하게 하여 외관상 미려한 모양을 연출할 수 있다.

휠, 회전, 센터키, 분리격벽, 입력장치

Description

회전형 입력장치{Rotary type input device}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 입력장치의 사시도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 입력장치의 분리사시도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 입력장치의 단면도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 입력장치를 장착한 휴대용 단말기의 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 회전형 입력장치 11 : 휠

13 : 마그네트 14 : 삽입홀

15 : 홀더 16 : 지지부

17 : 경사부 18 : 몸통부

19 : 고정부 20 : 지지부홀

21 : 센터홀 22 : 고정홀

23 : 돌부 24 : 단턱

25 : 분리격벽 26 : 고정돌기

29 : 센터키 31 : 인쇄회로기판

33 : 돔버튼 35 : 자기검출소자

39 : 베이스 45 : 전자석

본 발명은 회전형 입력장치에 관한 것이다.

일반적으로 휴대 단말기는 12개의 키패드에 0 ~ 9까지의 숫자 및 *, # 등의 표시가 되어 있다. 이와 같은 키패드에는 숫자 이외에도 영문자 및 한글의 자음 및 모음이 기재되어 있어서, 숫자 및 문자를 입력할 수 있다. 그리고 키패드의 상부에는 전화번호 검색, 문자 메시지 작성 및 관리, 인터넷 연결 등과 같은 다양한 기능을 구비한 네비게이션 키(navigation key)가 형성되어 있다. 네비게이션 키에는 버튼 형과 회전형 등 다양한 형태가 있는데, 최근에는 메뉴 검색 등의 기능과 다양한 기능을 구비할 수 있는 회전형 입력장치의 사용이 증가하고 있다.

최근의 휴대용 단말기는 DMB 수신, 디지털 카메라, 데이터 송수신, MP3 플레이어, 인터넷 통신 등 다양한 서비스를 제공하는 등 고기능화되고 있고, 이에 따라 다양한 멀티입력이 가능한 입력장치를 요구하고 있다. 그러나, 이와 더불어 소비자의 디자인 욕구에 따라 휴대용 단말기가 슬림(slim)화되면서 좁은 면적에 다양한 멀티입력장치를 구비해야 된다는 문제점이 있다.

또한, 다양한 멀티입력을 하기 위해 회전 가능한 휠의 내부에 버튼을 구비한 경우 휠과 버튼이 서로 간섭하여 휠의 회전을 방해하거나 버튼이 흔들리게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 휠의 회전에 따라 다양한 멀티입력이 가능하고, 휠이 센터키의 간섭없이 회전할 수 있을 뿐만 아니라, 센터키가 흔들림이 없는 작동할 수 있는 회전형 입력장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 삽입홀이 형성되는 휠과, 삽입홀에 삽입되는 중공형의 분리격벽과, 분리격벽의 중공에 삽입되는 센터키와, 휠을 회전 가능하게 지지하는 홀더 및 홀더가 결합되는 베이스를 포함하는 회전형 입력장치가 제공된다.

본 발명에 따른 회전형 입력장치에는 휠의 일면에 결합되어 상기 휠과 연동하며, N극 및 S극이 교호적으로 착자된 마그네트 및 마그네트와 대향되게 위치하며 마그네트의 회전을 검출하는 자기검출소자를 더 포함할 수 있다.

또한, 자기검출소자가 실장되며, 베이스의 일면에 결합되는 인쇄회로기판을 더 포함할 수 있다.

베이스는 인쇄회로기판일 수 있다.

인쇄회로기판에는 휠 및 센터키에 상응하여 복수 개의 돔버튼이 구비될 수 있다.

분리격벽에서 연장되며, 베이스에 고정되는 고정돌기를 더 포함할 수 있으며,고정돌기는 열융착에 의해 베이스에 고정될 수 있다.

고정돌기의 단부에는 후크가 형성되고, 베이스에는 고정돌기의 단부가 삽입되는 고정홀이 형성되어, 고정돌기의 단부가 고정홀에 스냅 피트 방식으로 고정되는 것도 가능하다.

분리격벽의 중공의 내주연을 따라 형성되는 돌부를 더 포함할 수 있으며, 센터키의 단부에는 돌부에 상응하는 단턱이 형성될 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 잇점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

이하, 본 발명에 따른 회전형 입력장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 입력장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 입력장치의 분리사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 입력장치의 단면도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 회전형 입력장치(10), 휠(11), 마그네트(13), 삽입홀(14), 홀더(15), 지지부(16), 경 사부(17), 몸통부(18), 고정부(19), 지지부홀(20), 센터홀(21), 고정홀(22), 돌부(23), 단턱(24), 분리격벽(25), 고정돌기(26), 센터키(29), 인쇄회로기판(31), 돔버튼(33), 자기검출소자(35), 베이스(39), 전자석(45)이 도시되어 있다.

본 실시예의 회전형 입력장치(10)는 삽입홀(14)이 형성되는 휠(11)과, 삽입홀(14)에 삽입되는 중공형의 분리격벽(25)과, 분리격벽(25)의 중공에 삽입되는 센터키(29)와, 휠(11)을 회전 가능하게 지지하는 홀더(15) 및 홀더(15)가 결합되는 베이스(39)를 구성요소로 하여, 다양한 멀티입력이 가능할 뿐만 아니라 휠(11)과 센터키(29)를 분리격벽(25)에 의해 격리되어 휠(11)이 자유롭게 회전할 수 있고 센터키(29)가 흔들림이 없이 작동할 수 있다.

한편, 휠(11)의 회전에 대한 정보를 얻기 위해 휠(11)과 연동하며, N극 및 S극이 교호적으로 착자되는 마그네트(13)를 휠(11)의 일면에 결합하고, 마그네트(13)에 대향하는 위치에는 휠(11)과 연동되어 회전되는 마그네트(13)의 회전을 검출하는 자기검출소자(35)를 둘 수 있다.

본 실시예에의 회전형 입력장치(10)는 휠(11)의 중앙에 배치되는 센터키(29)와 휠(11)의 누름동작과 휠(11)의 회전방향, 회전량, 회전속도 등에 따라 다양한 정보의 입력이 가능하다. 예를 들면, 정방향 또는 역방향 회전에 의해 단말기의 디스플레이 상에 나타나는 메뉴나 항목의 검색과 선택이 가능하다.

휠(11)은 전체적으로 원판 형상을 가지고 중앙에는 중공형의 분리격벽(25)이 삽입될 수 있는 삽입홀(14)이 형성되어 있다. 휠(11)의 하면에는 N과 S극이 교호적으로 착자된 링 형상의 마그네트(13)가 고정된다. 휠(11)은 사용자의 조작에 의해 마그네트(13)와 함께 회전하는데, 이로 인해 자기검출소자(35)가 마그네트(13)의 회전방향, 회전량, 회전속도 등을 감지함으로써 다양한 입력이 이루어지게 된다.

한편, 인쇄회로기판(31)의 일면에 전자석(45)을 장착하여 마그네트(13)의 회전으로 인해 발생하는 주기적인 인력과 척력으로 인해 휠(11)의 회전에 따른 클릭감을 갖도록 할 수 있다.

마그네트(13)는 휠(11)의 하면에 부착되어 휠(11)과 함께 회전하는데, 이러한 마그네트(13)의 회전은 자기검출소자(35)에 의해 감지되어 그 회전방향, 회전량, 회전속도 등에 따른 입력이 이루어지게 된다. 마그네트(13)는 복수 개의 N극 및 S극이 교호(交互)적으로 착자된 링(ring) 형상을 가지며, 자기검출소자(35)는 자기검출소자(35)의 상부에 위치하는 N극 및 S극의 변화에 따라 휠(11)의 회전방향, 회전량, 속도 등을 검출할 수 있다.

홀더(15)는 베이스(39)의 일면에 고정되며 휠(11)을 회전 가능하게 지지한다. 홀더(15)는 스테인리스 스틸(stainless steel) 등과 같은 금속 또는 고탄성의 플라스틱 등으로 이루어질 수 있는데, 이로 인해 휠(11)에 가해지는 특정한 힘이 제거되는 경우에 홀더(15) 자체의 탄성력으로 인해 휠(11)을 원상 복귀시킬 수 있다.

홀더(15)는 링 형상의 몸통부(18), 몸통부(18)의 외주면에서 돌출되며 베이스(39)의 일면에 고정되는 지지부(16)를 구비한다. 몸통부(18)는 가운데 센터홀(21)을 가지며, 센터홀(21)의 둘레를 따라서 4방향으로 돌출되어 형성된 지지부(16)는 일정한 경사각을 가지고 하향으로 돌출되는 경사부(17), 그리고 경사 부(17)의 일단에서 수평으로 연장되는 고정부(19)를 포함한다.

경사부(17)는 외향으로 돌출되어 몸통부(18)와 고정부(19)를 연결한다. 경사부(17)는 탄성력을 갖는 금속 등에 의해 형성되기 때문에, 홀더(15)에 가해진 외력이 제거된 경우에는 경사부(17)의 탄성력에 의해 홀더(15)가 원상 복귀하게 된다. 이러한 탄성력에 의해서 휠(11)의 특정부위가 가압되어 휠(11)이 기울어지는 경우에도 원상으로 복귀할 수 있게 된다. 고정부(19)는 경사부(17)의 일단부에서 연장되며, 베이스(39)의 상면에 고정됨으로써 홀더(15)를 고정한다. 고정부(19)는 베이스(39)에 접착제 또는 테이프 등에 의해 고정될 수 있다. 또한, 베이스(39)에 관통홀(미도시)을 마련하여 고정부(19)를 관통홀에 삽입하여 고정하는 것도 가능하다.

지지부(16)에는 지지부홀(20)이 형성되어 있다. 지지부홀(20)의 아래쪽에는 자기검출소자(35) 및 전자석(45)의 일부가 위치할 수 있다. 지지부(16)에 형성된 지지부홀(20)은 인쇄회로기판(31) 상에 실장된 자기검출소자(35) 및 전자석(45)에 대응하여 형성되며, 자기검출소자(35) 및 전자석(45)의 일부가 노출되어 마그네트(13)과 직접 대향하도록 한다. 그리고 센터홀(21)은 홀더(15)의 중앙에 형성된다. 또한, 센터홀(21)을 형성하는 외주면에는 휠(11)이 회전 가능하게 삽입됨으로써 휠(11)의 이탈을 방지한다.

중공형의 분리격벽(25)은 휠(11)의 삽입홀(14)에 삽입되어 휠(11)의 회전과 센터키(29)의 작동에 있어 서로의 간섭을 방지한다. 즉, 휠(11)의 삽입홀(14)에 중공형의 분리격벽(25)을 삽입한 후, 분리격벽(25)의 중공에 센터키(29)를 삽입시켜 분리격벽(25)에 의해 센터키(29)가 휠(11)로부터 격리되게 된다. 만일, 분리격 벽(25)이 없는 경우에는 휠(11)의 삽입홀(14)에 직접 센터키(29)가 삽입되는데, 휠(11)의 자유로운 회전을 위해 삽입홀(14)의 내벽과 센터키(29) 사이에 일정 간격의 유격을 형성하게 되면 휠(11)의 회전은 자유로우나 센터키(29)가 유격으로 인해 흔들릴 수 있고, 센터키(29)의 흔들림을 방지하기 위해 유격을 좁히면 휠(11)의 회전이 방해를 받게 된다. 따라서, 휠(11)의 삽입홀(14)에 중공형의 분리격벽(25)을 두고 분리격벽(25)의 중공에 센터키(29)를 삽입시켜 밀착시킴으로써 휠(11)과 센터키(29)를 분리하여 휠(11)의 회전이 자유롭고 센터키(29)가 흔들림없이 작동할 수 있다. 또한, 이러한 분리격벽(25)은 휠(11)의 일면에 노출되므로 본 실시예에의 회전형 입력장치(10)를 휴대용 단말기 등의 전자기기에 장착하는 경우 분리격벽(25)의 색상을 다양하게 하여 외관상 미려한 모양을 연출할 수 있다.

휠(11)의 삽입홀(14)은 분리격벽(25)의 외형에 따라 다양한 형태로 변경될 수 있고, 분리격벽(25)의 중공은 중공에 삽입되는 센터키(29)의 모양에 따라 다양한 형태로 변경할 수 있다. 본 실시예에서는 분리격벽(25)이 중공형의 원통형상이므로 휠(11)의 센터홀(21) 또한 원형의 홀을 형성하였으며, 분리격벽(25)의 중공은 센터키(29)가 원형의 원주형상이므로 원형의 중공을 형성하였다.

한편, 분리격벽(25)을 고정하기 위해 분리격벽(25)에서 연장되며 베이스(39)에 고정되는 고정돌기(26)를 둘 수 있다. 고정돌기(26)의 일단을 베이스(39)에 형성된 고정홀(22)에 삽입하여 고정할 수 있다. 고정돌기(26)가 합성수지로 이루어진 경우에는 고정돌기(26)의 일단을 베이스(39)의 고정홀(22)에 관통시킨 후 그 일단을 열융착하여 베이스(39)에 고정할 수 있다. 이와 같이 고정돌기(26)의 일단을 열 융착에 의해 고정함으로써 조립시간을 단축할 수 있을 뿐만 아니라 열융착에 의해 고정돌기(26)의 일단이 눌려지므로 전체적인 두께를 줄일 수 있다.

한편, 고정돌기(26)의 일단에 후크(미도시)를 두어 고정홀(22)에 고정돌기(26)의 휨에 의한 스냅피트 방식으로 고정할 수 있다. 다만, 분리격벽(25)을 베이스(39)에 고정하는 방법으로서 상술한 방법에 한정되는 것은 아니며, 당업자에게 자명한 범위 내에서 분리격벽(25)을 베이스(39)에 고정할 수 있는 다양한 방법이 이용될 수 있음은 물론이다.

베이스(39)는 스테인레스 스틸(Stainless Steel)로 이루어질 수 있으며, 또 다른 실시예로서 리지드(Rigid)한 절연재에 회로패턴이 형성된 리지드 인쇄회로기판(Rigid PCB)을 베이스로(36) 구성하는 것도 가능하다.

한편, 센터키(29)가 분리격벽(25)으로부터 이탈되지 않도록 분리격벽(25)의 중공의 내주연을 따라 돌부(23)를 형성하고, 센터키(29)의 단부에는 돌부(23)에 대응하는 단턱(24)을 형성하여 센터키(29)가 분리격벽(25)으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

센터키(29)는 분리격벽(25)의 중공에 삽입된다. 센터키(29)는 사용자에 의해 가압됨으로써 특정한 기능을 수행하는데, 예를 들면 휠(11)의 회전에 따라 메뉴나 항목을 선택하고 선택된 메뉴나 항목에 따라 특정기능을 수행하도록 센터키(29)를 가압하여 메뉴나 항목을 결정할 수 있다. 센터키(29)의 단부에, 상술한 바와 같이 분리격벽(25)의 중공에 형성된 돌부(23)에 대응되는 단턱(24)을 형성하여 센터키(29)가 분리격벽(25)으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

인쇄회로기판(31)은 베이스(39)에 대응하는 원판 형상과, 원판 형상에 일측으로 돌출된 연결부를 두어 외부의 제어장치(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있다. 인쇄회로기판(31)의 일면에는 복수 개의 돔버튼(33)이 형성될 수 있고, 마그네트(13)에 대향하는 자기검출소자(35)가 실장된다. 인쇄회로기판(31) 상에 전자석(45)을 실장할 수 있으며, 인쇄회로기판(31)을 통해 입력된 전류에 의해 N극 또는 S극을 생성하게 되고 이와 같이 생성된 전자석(45)의 극성은 마그네트(13)의 N극 또는 S극과의 상호 작용에 의해 휠(11)의 회전 시 일정한 클릭감을 생성할 수 있다.

돔버튼(33)은 인쇄회로기판(31)의 휠(11) 및 센터키(29)에 상응하는 위치에 구비되어 휠(11) 또는 센터키(29)의 눌림에 의해 별도의 기능을 수행하도록 할 수 있다. 휠(11)의 하면에는 돔버튼(33)에 상응하여 돔버튼(33)을 가압할 수 있는 누름돌기(미도시)을 형성할 수 있다.

자기검출소자(35)는 자기장 내에서 전자가 로렌츠의 힘을 받아 운동방향이 굽어져 기전력이 발생하는 효과를 이용한 실리콘 반도체인 홀센서(hall sensor)일 수 있다. 홀센서는 휠(11)에 부착된 마그네트(13)의 회전에 비례하는 기전력을 발생하여 인쇄회로기판(31)을 통하여 외부의 제어장치로 전달한다.

자기검출소자(35)는 물론 홀센서에 국한되는 것은 아니며, 마그네트(13)의 회전을 검출할 수 있다면 어떠한 것도 가능하다. 예를 들면, 검출소자는 MR(Magneto Resistor) 센서 또는 GMR(Great Magneto Resistor) 센서일 수도 있다. MR 센서 또는 GMR 센서는 자계의 변화에 따라 저항값이 변화하는 소자로서, 고체 속의 캐리어 진로가 전자력에 의해 휘어져 길어지기 때문에 저항이 변화하는 성질을 이용한다. MR 센서 또는 GMR 센서는 크기가 작고 신호 레벨이 클 뿐만 아니라 민감도가 우수하여 저자계에서 운용할 수 있으며, 온도 안정성(temperature stability) 또한 높다.

베이스(39)는 원판 형상을 가지며, 홀더(15) 및 휠(11)을 회전 가능하게 지지한다.

베이스(39)는 횔(11)을 회전 가능하게 지지하는 홀더(15)와 분리격벽(25) 등이 고정되는 곳으로, 스테인레스 스틸을 원판 형태로 가공하여 베이스(39)로 이용할 수 있다. 본 실시예에서는 스테인레스 스틸로 이루어진 베이스(39)에 인쇄회로기판(31)을 결합하여 사용하였으나, 베이스(39)로 리지드(Rigid)한 절연재에 회로패턴이 형성된 리지드 인쇄회로기판(Rigid PCB)을 사용하여 회전형 입력장치를 구성하는 것도 가능하다. 이러한 리지드 인쇄회로기판에는 휠(11) 및 센터키(29)에 대응되는 복수 개의 돔버튼(33)이 구비될 수 있고, 마그네트(13)의 회전을 검출하는 자기검출소자가 실장될 수 있다.

본 실시예에서는 스테인레스 스틸로 이루어진 베이스(39)에 플렉서블 인쇄회로기판(Flexible PCB)(31)를 결합한 형태로서, 베이스(39)의 지름은 인쇄회로기판(31)에 비해서 다소 크게 형성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 입력장치를 장착한 휴대용 단말기의 사시도이다. 도 4를 참조하면, 휴대용 단말기(55), 휠(11), 분리격벽(25), 센터키(29)가 도시되어 있다.

휴대용 단말기(55)에 본 실시예의 회전형 입력장치를 장착하여 회전형 입력이 가능하도록 할 수 있다. 예를 들면, 사용자가 회전형 입력장치의 휠(11)을 회전시켜 메뉴선택이나 목록선택이 가능하며, 회전형 입력장치의 센터키(29)나 휠(11)을 눌러 검색된 메뉴를 선택할 수 있도록 할 수 있다. 물론, 회전형 입력장치의 휠(11)의 정ㅇ역회전, 센터키(29) 및 휠(11)의 눌림 등의 다양한 조합으로 다양한 멀티입력이 가능하다.

한편, 분리격벽(25)이 휠(11)의 일면에 노출되므로 본 실시예에의 회전형 입력장치를 휴대용 단말기 등의 전자기기에 장착하는 경우 분리격벽(25)의 색상을 다양하게 하여 외관상 미려한 모양을 연출할 수 있다.

본 실시예에서는 휴대용 단말기에 장착되는 회전형 입력장치에 대해서만 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 정보의 입력이 필요한 다양한 전자장치에 본 실시예의 회전형 입력장치를 적용할 수 있음은 물론이다.

전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 최근의 전자기기의 다기능화에 따라 다양한 멀티입력이 가능하고, 분리격벽의 색상을 다양하게 하여 외관상 미려한 모양을 연출할 수 있다.

Claims

삽입홀이 형성되는 휠과;

상기 삽입홀에 삽입되는 중공형의 분리격벽과;

상기 분리격벽의 중공에 삽입되는 센터키와;

상기 휠을 회전 가능하게 지지하는 홀더; 및

상기 홀더가 결합되는 베이스를 포함하는 회전형 입력장치.
제1항에 있어서,

상기 휠의 일면에 결합되어 상기 휠과 연동하며, N극 및 S극이 교호적으로 착자된 마그네트; 및

상기 마그네트와 대향되게 위치하며 상기 마그네트의 회전을 검출하는 자기검출소자를 더 포함하는 회전형 입력장치.
제2항에 있어서,

상기 자기검출소자가 실장되며, 상기 베이스의 일면에 결합되는 인쇄회로기판을 더 포함하는 회전형 입력장치.
제1항에 있어서,

상기 베이스는 인쇄회로기판인 것을 특징으로 하는 회전형 입력장치.
제3항 또는 제4항에 있어서,

상기 인쇄회로기판에는 상기 휠 및 상기 센터키에 상응하여 복수 개의 돔버튼이 구비되는 것을 특징으로 하는 회전형 입력장치.
제1항에 있어서,

상기 분리격벽에서 연장되며, 상기 베이스에 고정되는 고정돌기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전형 입력장치.
제6항에 있어서,

상기 고정돌기는 열융착에 의해 상기 베이스에 고정되는 것을 특징으로 하는 회전형 입력장치.
제6항에 있어서,

상기 고정돌기의 단부에는 후크가 형성되고, 상기 베이스에는 상기 고정돌기의 단부가 삽입되는 고정홀이 형성되어, 상기 고정돌기의 단부가 상기 고정홀에 스냅 피트 방식으로 고정되는 것을 특징으로 하는 회전형 입력장치.
제1항에 있어서,

상기 분리격벽의 중공의 내주연을 따라 형성되는 돌부를 더 포함하며,

상기 센터키의 단부에는 상기 돌부에 상응하는 단턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 회전형 입력장치.