KR20090028944A - 회전형 입력장치 - Google Patents

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KR20090028944A
KR20090028944A KR1020070094103A KR20070094103A KR20090028944A KR 20090028944 A KR20090028944 A KR 20090028944A KR 1020070094103 A KR1020070094103 A KR 1020070094103A KR 20070094103 A KR20070094103 A KR 20070094103A KR 20090028944 A KR20090028944 A KR 20090028944A
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강응천
신민규
이윤기
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삼성전기주식회사
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Abstract

회전형 입력장치가 개시된다. 회전에 의해 정보를 입력하는 휠(wheel)과, 휠이 회전 가능하도록 지지하는 홀더(holder)와, 휠과 홀더 중 어느 하나에 형성되는 요철 및 휠과 홀더 중 나머지 하나에 지지되며 요철에 걸려 휠을 회전방향으로 탄성적으로 지지하는 판스프링을 포함하는 회전형 입력장치는, 간략한 구조로 부드러우면서도 구획별로 일정한 클릭감을 구현할 수 있다.
휠, 요철, 홀더, 판스프링

Description

회전형 입력장치{Rotational inputting apparatus}
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 회전형 입력장치가 형성되어 있다. 회전형 입력장치는 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 회전형 입력장치를 요구하고 있다. 이와 더불어, 소비자의 디자인 욕구에 따라 휴대용 단말기가 슬림(slim)화되면서 좁은 면적에 다양한 멀티입력장치를 구비해야 된다는 문제점이 있다.
또한, 회전형 입력장치는 사용자가 작은 힘으로 쉽고 부드럽게 동작시킬 수 있으면서도, 입력장치를 회전시키는 동안 구획별로 일정한 클릭감을 주어야 하는 어려움이 있다.
본 발명은 간략한 구조로 부드러우면서도 구획별로 일정한 클릭감을 구현할 수 있는 회전형 입력장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 회전에 의해 정보를 입력하는 휠(wheel)과, 휠이 회전 가능하도록 지지하는 홀더(holder)와, 휠과 홀더 중 어느 하나에 형성되는 요철 및 휠과 홀더 중 나머지 하나에 지지되며 요철에 걸려 휠을 회전방향으로 탄성적으로 지지하는 판스프링을 포함하는 회전형 입력장치가 제공된다.
요철과 판스프링 사이에는 윤활제가 더 포함될 수 있다.
여기서, 요철은 판스프링과 대향하는 가상의 원주상에 연속적으로 형성되고, 판스프링은 요철에 걸리는 돌출부와 돌출부를 탄성적으로 지지하는 절곡부를 포함하고, 휠과 홀더 중 나머지 하나에 형성되는 홈에 삽입되어 지지될 수 있다. 이때, 돌출부는 절곡부와 소정거리 이격될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 간략한 구조로 부드러우면서도 구획별로 일정한 클릭감을 줄 수 있는 회전형 입력장치를 구현할 수 있다.
본 발명의 특징, 이점이 이하의 도면과 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 입력장치를 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 입력장치의 일부를 나타낸 단면도이다. 도 1과 도 2를 참고하면, 휠키(2), 센터키(4), 마그넷(6), 검출소자(8), 휠(10), 홀더(20), 고정돌기(24), 홀더돌기(26), 판스프링(30), 절곡부(32), 돌출부(34), 회로기판(40), 버튼(42), 회전형 입력장치(100)가 도시되어 있다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전식 입력장치(100)는, 사용자가 휠키(2) 또는 센터키(4)의 조작하면, 홀더(20)의 하부에 결합된 회로기판(40)의 버튼(42)이 가압되거나, 검출소자(8)가 반응하여 정보를 입력 받을 수 있는 입력장치이다.
이와 같은 회전식 입력장치(100)는 휴대용 전화기, PDA 등과 같은 휴대용 단말기뿐만 아니라 휴대용 컴퓨터, MP3 플레이어, 게임기, 광학식 마우스 등의 정보 입력장치(100)에 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 입력장치(100)는, 회전에 의해 정보를 입력하는 휠(10)(wheel)과, 휠(10)이 회전 가능하도록 지지하는 홀더(20)(holder)와, 휠(10)과 홀더(20) 중 어느 하나에 형성되는 요철(12) 및 휠(10)과 홀더(20) 중 나머지 하나에 지지되며 요철(12)에 걸려 휠(10)을 회전방향으로 탄성적으로 지지하는 판스프링(30)을 포함하는 회전형 입력장치(100)로써, 간략한 구조로 부드러우면서도 구획별로 일정한 클릭감을 줄 수 있는 회전형 입력장치(100)를 구현할 수 있다.
도 2를 참고하면, 휠(10)의 상부에는 사용자가 직접 조작할 수 있는 휠키(2)가 장착되어 있다. 사용자가 휠키(2)를 회전시키면, 이와 결합된 휠(10)도 연동하여 회전된다. 휠(10)의 하단에는 마그넷(6)이 부착되어 있다. 마그넷(6)의 둘레에는 일정한 자기장이 형성되며, 마그넷(6)에 대향하여 검출소자(8)가 회로기판(40)에 실장되어 있다. 휠(10)의 회전에 의해 마그넷(6)도 함께 회전하면서 검출소자(8)에 대해 자기장이 변화된다. 이로 인해 검출소자(8)가 휠(10)의 회전을 검출하여 일정한 정보의 입력이 이루어지게 된다.
검출소자(8)는 회로기판(40)에 복수 개가 실장되어 자기장의 변화를 통해 휠(10)의 회전을 검출한다. 검출소자(8)는 예를 들면, 홀센서(hall sensor)일 수 있다. 홀센서는 휠(10)에 부착된 마그넷의 회전에 비례하는 기전력을 발생시켜 회 로기판(40)을 통해 외부의 제어장치(미도시)로 전달한다. 한편, 휠(10)의 회전을 검출하는 검출소자(8)는 홀센서 이외에도 MR(Magneto Resistor)센서 또는 GMR(Great Magneto Resistor) 등으로 대체될 수 있다.
휠(10)의 중앙에 관통홀(14)이 형성되는 경우에, 센터키(4)가 상하로 이동 가능하도록 휠키(2)와 결합될 수 있고, 사용자가 센터키(4)를 가압하면 회로기판(40)의 버튼(42)이 가압되어 추가적으로 정보를 입력할 수 있게 된다.
버튼(42)은 금속에 의해 형성된 돔 버튼(dome button)뿐만 아니라 압력센서 또는 접촉센서 등으로 다양하게 구현될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠(10)을 나타낸 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠(10)을 나타낸 정면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠(10)을 나타낸 저면도이다. 도 3내지 도 5를 참고하면, 요철(12), 관통홀(14)이 도시되어 있다.
휠(10)은 휠키(2)와 결합되어 회전에 의해 정보를 입력 받는다. 도 3을 참고하면, 휠(10)은 전체적으로 원형의 형상을 가지고, 휠(10)의 중앙에는 관통홀(14)이 형성될 수 있다. 센터키(4)는 관통홀(14)에 삽입되어 사용자에 의해 가압되어 버튼(42)을 눌러줌으로써, 정보를 입력 받을 수 있다.
도 4,5를 참고하면, 휠(10)의 하단에는 요철(12)이 형성되어 있다. 요철(12)은 오목부와 볼록부가 반복적으로 형성되어 있는 형태이다. 오목부와 볼록부가 반복적으로 형성되어 웨이브(wave)형상을 가진다. 오목부와 볼록부의 높이는 각각 동일한 높이를 가질 수 있다. 요철(12)은 원주 상에 연속적으로 형성되어 있다. 요 철(12)은 후술할 홀더(20)의 홈(22)에 배치되는 판스프링(30)을 지나고 휠(10)과 중심이 동일한 원주 상에 형성된다.
요철(12)을 휠(10)의 하단에 형성하여 별도의 회전 접촉부를 형성함이 없이 일체의 구성으로 클릭감을 유발하는 회전형 입력장치(100)를 구현할 수 있다.
한편, 요철(12)은 휠(10)과 홀더(20) 중 어느 하나에 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 요철(12)은 휠(10)에 형성되었으나, 홀더(20)에 형성될 수 있고, 이 때, 판스프링(30)은 휠(10)에 지지되어 요철(12)에 걸릴 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀더(20)를 나타낸 평면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀더(20)를 나타낸 정면도이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀더(20)를 나타낸 저면도이다. 도 6 내지 도 8을 참고하면, 홈(22), 고정돌기(24), 홀더돌기(26)가 도시되어 있다.
홀더(20)는 휠(10)이 회전 가능하도록 지지한다. 도 6을 참고하면, 홀더(20)는 전체적으로 원형이며, 홀더(20)의 중앙은 천공되어 휠(10)의 일부가 삽입되어 회전 가능하도록 지지한다. 홀더(20)의 하단에는 고정돌기(24)가 형성된다. 고정돌기(24)는 홀더(20)의 하단에 홀더(20)의 둘레를 따라 형성된다. 고정돌기(24)의 개수는 설계자의 필요에 따라 변경될 수 있다.
고정돌기(24)는 회로기판(40)에 삽입되어 홀더(20)를 지지한다. 또한, 홀더(20)의 하단에는 홀더돌기(26)가 형성된다. 홀더돌기(26)는 홀더(20)가 회로기판(40)에 설치되었을 때, 버튼(42)위에 배치될 수 있는 위치에 형성되어, 홀 사용자의 휠키(2)의 가압에 따라 하향으로 이동되어 회로기판(40)의 버튼(42)을 눌러준 다.
홀더(20) 상단에는 홈(22)이 형성된다. 판스프링(30)은 홈(22)에 삽입되어 지지된다. 홈(22)은 홀더(20)의 상단에, 요철(12)이 형성된 가상의 원주와 대향되는 위치에 형성된다. 홈(22)의 개수는 필요한 판스프링(30)에 개수에 맞게 변경될 수 있다. 홈(22)의 깊이는 판스프링(30)의 돌출부(34)가 요철(12)에 의해 상하로 이동할 수 있는 공간이 확보될 수 있게 형성된다. 돌출부(34)가 상하로 이동할 수 있는 공간이 확보된 상태에서 홈(22)의 깊이를 깊게 형성하여 회전형 입력장치(100) 전체의 두께를 줄일 수도 있을 것이다.
한편, 요철(12)이 휠(10)의 하단에 형성되는 것이 아니라, 휠(10)의 측면에 형성되는 경우라면, 홈(22)은 요철(12)에 대향하여 홀더(20)의 내주면에 형성할 수 있을 것이다. 홈(22)이 홀더(20)의 내주면에 형성되면, 이에 삽입되는 판스프링(30)은 휠(10)의 측면에서 휠(10)을 회전방향으로 지지하게 된다.
또한, 본 실시예에서는 홈(22)에 판스프링(30)을 삽입하여 지지하였으나, 홀더(20)에 홈(22)을 형성하지 않고 판스프링(30)을 지지할 수도 있을 것이다. 예를 들면, 판스프링(30)과 홀더(20) 사이에 접착제를 개재하여 접착할 수도 있고, 판스프링(30)에 홀을 형성하여 볼트 등으로 결합할 수도 있을 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 판스프링(30)을 나타낸 평면도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 판스프링(30)을 나타낸 정면도이다. 도 9, 10을 참고하면, 판스프링(30), 절곡부(32), 돌출부(34), 지지면(36)이 도시되어 있다.
판스프링(30)은 요철(12)에 걸려 휠(10)을 회전방향으로 탄성적으로 지지한 다. 홀더(20)에 회전 가능하도록 지지되는 휠(10)은 아무런 구속이 가해지지 않는 경우 휠(10)의 상부 면을 이루는 평면에 대하여 수직이고 휠(10)의 중심을 지나는 축을 중심으로 회전하게 된다. 이 때, 판스프링(30)은 휠(10)에 형성된 요철(12)을 걸려, 휠(10)을 회전방향으로 탄성적으로 지지하게 된다.
도 10을 참고하면, 판스프링(30)은 요철(12)에 걸리는 돌출부(34)와 돌출부(34)를 탄성적으로 지지하는 절곡부(32)를 포함할 수 있다. 돌출부(34)는 요철(12)에 걸리는 부분으로 판스프링(30)의 일단에 형성될 수 있다. 돌출부(34)는 판스프링(30)의 일부를 돌출되도록 구부려서 형성될 수 있다. 도 9을 참고하면, 둘출부의 구부러진 부분이 이루는 모서리는 요철(12)의 볼록부 및 오목부와 선 접촉을 하도록 휠(10)의 중심을 향하여 기울어진 형태를 이룰 수 있다.
도 10을 참고하면, 절곡부(32)는 돌출부(34)를 탄성적으로 지지하도록 판스프링(30)의 일부가 구부러진 부분을 말한다. 절곡부(32)는 돌출부(34)에 힘이 가해지면 절곡부(32)의 구부러진 정도가 변화하면서 둘출부에 탄성력을 제공한다.
돌출부(34)는 절곡부(32)와 소정거리 이격되어 형성될 수 있다. 회전식 입력장치는 휠(10)의 부드러운 회전을 요구하면서도, 이와 동시에 구획별로 클릭감을 제공한다. 사용자가 느끼는 클릭감은 판스프링(30)이 휠(10)을 회전방향으로 지지하는 힘에 의해 결정되는 것으로, 이는 판스프링(30)의 탄성력과 연결된다.
판스프링(30)의 탄성력은 돌출부(34)와 절곡부(32)간의 거리(l)에 따라 변화하게 된다. 따라서, 휠(10)의 부드러운 회전을 제공하면서도 확실한 클릭감을 제공하기 위해서, 절곡부(32)와 돌출부(34) 간의 거리(l)가 소정거리 이격된다.
소정거리라 함은 절곡부(32)와 둘출부 간의 거리(l)가 판스프링(30)이 홈(22)의 바닥면과 접하며 판스프링(30)을 지지하는 지지면(36)의 길이의 1/2이상이 되는 거리를 말한다. 도 10을 참고하면, 판스프링(30)을 정면도로 볼 때 비 대칭형을 이루게 된다. 따라서 절곡부(32)와 돌출부(34) 간의 거리(l)는 지지면(36)의 길이의 절반을 넘는 범위에서 조절될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 입력장치의 동작을 나타낸 설명도이고, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 입력장치의 동작을 나타낸 설명도이며, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 입력장치의 동작을 나타낸 설명도이다.
도 11내지 도 13을 참고하면, 판스프링(30)이 요철(12)에 걸려 회전방향으로 탄성적으로 지지하면서, 사용자에게 클릭감을 제공하게 된다. 도 11을 참고하면, 먼저 돌출부(34)가 요철(12)의 오목부에 걸려 있는 경우, 휠(10)은 판스프링(30)의 탄성력에 의해 지지되며 회전하지 않는다.
그러나, 도 12를 참고하면, 사용자가 일정한 방향으로 힘을 가하여 휠(10)을 회전시키게 되고, 휠(10)의 하단에 형성된 요철(12)이 이동하며 요철(12)의 볼록부가 판스프링(30)의 돌출부(34)를 가압하게 된다. 절곡부(32)에 의해 탄성적으로 지지되는 돌출부(34)는 볼록부의 가압에 의해 굽어지게 되고 돌출부(34)는 하강하게 된다.
도 13을 참고하면, 사용자가 가하는 일정한 방향의 힘에 의해 돌출부(34)의 최고점이 볼록부를 넘어가게 되면, 돌출부(34)는 다시 오목부로 진입하면서 휠(10) 을 회전방향으로 탄성적으로 지지하게 된다. 이와 같이, 판스프링(30)이 상하로 이동되며, 휠(10)을 회전방향으로 탄성적으로 지지하는 동안, 사용자는 클릭감을 느끼게 된다.
윤활제(미도시)는 요철(12)과 판스프링(30) 사이에 개재되어, 휠(10)의 회전을 더욱 원활하게 할 수 있다. 윤활제는 요철(12)과 판스프링(30) 사이의 마찰계수를 낮추어 휠(10)의 회전을 원활하게 할뿐만 아니라, 판스프링(30)과 요철(12)의 마모도 줄일 수 있다. 윤활제는 요철(12)의 표면 또는 판스프링(30)의 돌출부(34)에 도포되어 요철(12)과 판스프링(30) 사이에 개재되게 된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 입력장치를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 입력장치의 일부를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠을 나타낸 평면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠을 나타낸 정면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠을 나타낸 저면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀더를 나타낸 평면도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀더를 나타낸 정면도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀더를 나타낸 저면도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 판스프링을 나타낸 평면도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 판스프링을 나타낸 정면도.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 입력장치의 동작을 나타낸 설명도.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 입력장치의 동작을 나타낸 설명도.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 입력장치의 동작을 나타낸 설명도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 휠 12 : 요철
20 : 홀더 22 : 홈
24 : 고정돌기 26 : 홀더돌기
30 ; 판스프링 32 : 절곡부
34 : 돌출부

Claims (6)

  1. 회전에 의해 정보를 입력하는 휠(wheel)과;
    상기 휠이 회전 가능하도록 지지하는 홀더(holder)와;
    상기 휠과 상기 홀더 중 어느 하나에 형성되는 요철; 및
    상기 휠과 상기 홀더 중 나머지 하나에 지지되며, 상기 요철에 걸려 상기 휠을 회전방향으로 탄성적으로 지지하는 판스프링을 포함하는 회전형 입력장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 요철과 상기 판스프링 사이에 개재되는 윤활제를 더 포함하는 회전형 입력장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 요철은 상기 판스프링과 대향하는 가상의 원주 상에 연속적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 회전형 입력장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 판스프링은
    상기 휠과 상기 홀더 중 나머지 하나에 형성되는 홈에 삽입되어 지지되는 것을 특징으로 하는 회전형 입력장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 판스프링은,
    상기 요철에 걸리는 돌출부와;
    상기 돌출부를 탄성적으로 지지하는 절곡부를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전형 입력장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 절곡부와 소정거리 이격되는 것을 특징으로 하는 회전형 입력장치.
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