KR20090035322A - 포인팅 장치 및 이를 갖는 전자 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 포인팅 장치 및 이를 갖는 전자 장치에 관한 것으로, 사용자에 의해 이동하는 작동 수단과, 정 다각형 띠 형상의 지지부와, 상기 작동 수단의 이동에 따라 움직이는 중심부와, 상기 지지부와 상기 중심부 사이에 마련되어 상기 중심부를 이동, 회전 및 복원시키는 복수의 패턴부를 구비하는 매개 부재 및 상기 작동 수단의 움직임을 감지하여 전기적 신호를 출력하는 감지 수단을 포함하는 포인팅 장치 및 전자 장치를 제공한다. 이와 같이 작동 수단에 복원력을 부여하는 정 사각형 형태의 매개 부재를 통해 포인팅 장치를 소형화할 수 있다.
자석, 자기 센서, 매개 부재, 정사각형, 탄성력, 포인팅, 커서

Description

포인팅 장치 및 이를 갖는 전자 장치{POINTING DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 포인팅 장치 및 이를 갖는 전자 장치에 관한 것으로, 작동수단을 이동시키는 매개 부재의 면적을 최소화하면서, 이동 거리를 충분히 확보할 수 있도록 하여 슬림화는 물론 소형화할 수 있는 포인팅 장치에 관한 것이다.
근래 들어 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. 이러한, 입력 장치는 기판상에 실리콘 고무를 마련하고, 상기 실리콘 고무 상부에 자석을 배치하고, 기판 하부에 센서를 부착하였다. 이때, 자석의 이동 시 실리콘 고무도 함께 상하좌우 방향으로 움직이고, 자석이 이동하지 않을 경우에는 고무의 탄성력으로 인해 자석을 초기 위치로 복원시켰다. 하지만 종래의 경우 실리콘 고무와 기판 간의 마찰로 인해 실리콘 고무가 쉽게 손상되는 문제가 발생하였다. 또한, 이러한 포인팅 입력 장치의 전체 사이즈는 자석의 사이즈보다는 실리콘 고무의 사이즈에 크게 의존한다. 하지만, 실리콘 고무가 탄성력과 복원력을 유지하기 위해서는 일정한 사이즈 이상을 유지하여야 한다. 즉, 실리콘 고무의 탄성력과 복원력은 실리콘 고무의 수축과 팽창에 의해 생성된다. 따라서, 실리콘 고무의 사이즈를 줄일 경우 실리콘 고무의 수축과 팽창 길이가 짧아지게 되어, 목표로 하는 탄성력과 복원력을 상실하게 된다. 이로인해 실리콘 고무의 사이즈를 줄이는데는 한계가 있고, 이는 결국 포인팅 입력 장치의 전체 사이즈를 줄여 소형화하는데에 큰 장애가 되고 있다.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 자석 부재를 이동 및 회전 그리고, 복원시키는 매개 부재를 다각형 형상의 얇은 두께의 박판으로 제작하여 슬림화는 물론 소형화할 수 있는 포인팅 장치 및 이를 갖는 전자 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 따른 사용자에 의해 이동하는 작동 수단과, 정 다각형 띠 형상의 지지부와, 상기 작동 수단에 결합되는 중심부와, 상기 지지부와 상기 중심부 사이에 마련되어 상기 중심부를 이동, 회전 및 복원시키는 복수의 패턴부를 구비하는 매개 부재 및 상기 작동 수단의 움직임을 감지하여 전기적 신호를 출력하는 감지 수단을 포함하는 포인팅 장치를 제공한다.
상기 중심부는 상기 지지부의 중심 영역에 위치하고, 상기 패턴부는 상기 정 다각형 띠 형상의 상기 지지부의 적어도 2개의 꼭지점 영역에서 연장되어 상기 중심부에 접속된 복수의 선 형상인 것이 바람직하다.
상기 선의 양 끝단은 상기 중심부와 상기 지지부의 꼭지점 영역에 접속되고, 상기 선은 복수의 절곡 영역과, 절곡 영역 간을 연결하는 연결 영역을 포함하는 것이 효과적이다.
상기 매개 부재로 금속 또는 플라스틱을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 지지부는 정 사각형 띠 형상을 갖는 것이 효과적이다.
상기 작동 수단은 자석부와, 상기 자석부를 이동시키는 작동 부재를 포함하고, 상기 감지 수단은 상기 자석부의 이동을 감지하는 자기 센서부를 포함하는 것이 가능하다.
상기 매개 부재를 고정시키고, 작동 수단의 이탈을 방지하는 기판을 더 구비하고, 상기 기판의 상측 영역에 상기 매개 부재 및 상기 작동 수단이 위치하고, 상기 기판 상측 영역에 상기 감지 수단이 실장되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 데이터를 처리하는 제어부와, 화상을 표시하는 화면 표시부 및 상기 화면 표시부 내의 포인터를 움직이기 위한 신호를 출력하는 포인팅 장치를 포함하고, 상기 포인팅 장치는 사용자에 의해 이동하는 작동 수단과, 정 다각형 띠 형상의 지지부와, 상기 작동 수단의 이동에 따라 움직이는 중심부와, 상기 지지부와 상기 중심부 사이에 마련되어 상기 중심부를 이동, 회전 및 복원시키는 복수의 패턴부를 구비하는 매개 부재 및 상기 작동 수단의 움직임을 감지하여 전기적 신호를 출력하는 감지 수단을 포함하는 전자 장치를 제공한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 자석부에 복원력을 부여하는 정 사각형 형태의 매개 부재를 통해 포인팅 장치를 소형화할 수 있다.
또한, 본 발명은 정사각형 형태의 매개 부재의 꼭지점 영역에서 중심 영역으로 연장된 패턴부를 통해 자석부가 위치하는 중심부의 유효 이동 영역을 넓게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 매개 부재로 박판을 사용하여 매기 부재의 내 마모성을 향상시킬 수 있고, 매개 부재의 두께를 줄여 포인팅 장치의 슬림화 할 수 있다.
또한, 본 발명은 정사각형 형태의 포인팅 장치를 전자 장치에 설치함으로 인해 전자 장치의 공간 활용도를 높일 수 있다.
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 제 1 실시예에 따른 포인팅 장치의 분해 사시도이고, 도 2는 제 1 실시예에 따른 포인팅 장치의 단면 개념도이고, 도 3은 제 1 실시예에 따른 매개 부재의 평면도이고, 도 4는 제 1 실시예에 따른 포인팅 장치의 이동 동작을 설명하기 위한 단면 개념도이다.
도 5 및 도 6은 제 1 실시예의 변형예에 따른 매개 부재의 평면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 포인팅 장치는 기판(100)과, 기판(100)상에 마련된 자석부(300)와, 사용자에 의한 움직임을 통해 자석부(300)를 이동시키는 작동 부재(400)와, 자석부(300)와 작동 부재(400)를 이동, 회전 및 복원시키는 매개 부재(200)와, 자석부(300)의 움직임에 따른 자장 변화를 감지하여 소정의 출력 신호를 생성하는 센서부(600)를 포함한다. 그리고, 도 1에 도시된 바와 같이 매개 부재(200)의 끝단을 고정하는 커버부(500)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 기판(100)으로는 인쇄 회로 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 기판(100)은 도 1에 도시된 바와 같이 정사각형 형상으로 제작된다. 즉, 기판(100)은 그 상측에 배치된 매개 부재(200)의 형상과 동일한 것이 바람직하다. 물론 이에 한정되지 않고, 포인팅 장치가 적용되는 전자 장치에 따라 다양한 형상으로의 변형이 가능하다. 예를 들어 원 또는 타원 형상도 가능하다. 물론 다각형 형상, 타원 형상도 가능하다. 또는 정사각형 형상도 가능하다. 또한, 필요에 따라 기판(100)은 생략될 수도 있다. 즉, 포인팅 장치가 적용되는 전자 장치의 메인 기판이 상기 기판(100)의 역할을 대신 할 수도 있다. 기판(100)상에는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 클릭감을 주기위해 돔 스위치(110)가 마련된다. 물론 돔 스위치(110) 이외에 다양한 형태의 스위치가 사용될 수 있다. 바람직하게는 클릭감이 있는 스위치들을 사용하는 것이 바람직하다. 돔 스위치(110)는 필요에 따라 생략 가능하다.
도 1에 도시된 바와 같이 기판(100)은 돔스위치(110)이 마련된 중심부(101)와, 중심부(101)에서 일측으로 연장된 연장부(102)를 구비한다. 중심부(101)와 연장부(102)는 일체로 제작될 수 있고, 각기 분리 제작된 다음 결합될 수도 있다. 이때, 중심부(101) 및 연장부(102)는 인쇄 회로 기판 또는 연성 인쇄 회로 기판으로 제작될 수 있다. 그리고, 연장부(102)에는 외부 시스템에 접속될 신호 출력부(700)가 마련된다. 신호 출력부(700)는 센서부(600)의 출력을 인가받아 해당 제어 신호를 외부 시스템(즉, 전자 장치의 메인 보드)에 제공한다.
매개 부재(200)는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 얇은 두께의 정사각형 판 형상으로 제작된다. 물론 매개 부재(200)의 형상은 이에 한정되지 않고, 다각형 판 형상으로 제작되는 것이 바람직하다. 매개 부재(200)의 형상을 정 다각형 판 형상으로 제작하는 것이 더욱 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 포인팅 장치가 설치되는 공간의 형상에 따라 매개 부재(200)의 형상을 변형하는 것이 효과적이다.
이와 같이 매개 부재(200)의 형상을 정사각형 형상으로 제작하여 매개 부재(200)가 차지하는 면적을 줄일 수 있다. 또한, 포인팅 장치가 장착되는 전자기기 내의 잔여 공간을 충분히 활용할 수도 있다. 그리고, 매개 부재(200)에 따라 기판(100)과 커버부(500)의 형상도 정사각형 형상으로 제작하여 포인팅 장치의 사이즈를 작게 하여 포인팅 장치가 차지하게 되는 전체 면적을 줄일 수 있다.
상술한 형상을 갖는 매개 부재(200)는 정사각형의 띠 형상의 지지부(230)와, 지지부(230)의 내측 영역에 마련된 중심부(210)와, 지지부(230)와 중심부(210) 사이 영역에 마련된 복수의 패턴부(220)를 포함한다. 즉, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 지지부(230)는 중앙이 비어 있는 띠 형태로 제작되고, 중심부(210)는 원형의 판 형상으로 제작되고, 상기 지지부(230)의 비어 있는 중심 영역에 위치한다. 그리고, 4개의 패턴부(220)가 중심부(210)와 지지부(230)를 연결한다. 여기서, 중심부(210)는 다각형 형상 또는 타원 형상으로도 제작될 수 있다. 그리고, 패턴 부(220)의 개수는 중심부(210)를 이동시키기 위한 이동력, 회전력 및 복원력은 물론, 지지부(230)의 형상에 따라 변화되는 것이 바람직하다.
지지부(230)는 기판(100) 및/또는 커버부(500)에 고정된다. 이를 통해 상기 패턴부(220)의 일측 끝단을 지지 고정할 수 있다. 본 실시예에서는 지지부(230)의 내측에서 패턴부(220)가 움직여 중심부(210)에 이동력, 회전력은 물론 복원력까지 부여할 수 있다.
본 실시예에서는 지지부(230)를 정사각형 형태의 띠 형상으로 제작한다. 이를 통해 포인팅 장치의 사이즈를 줄일 수 있다. 즉, 포인팅 장치의 사이즈는 매개 부재(200)의 사이즈에 따라 크게 변화된다. 이는 포인팅 장치의 움직임이 매개 부재(200)에 의해 조절되기 때문이다. 그리고, 매개 부재(200)의 전체 사이즈는 지지부(230)에 의해 결정되기 때문이다. 이에 본 실시예에서는 지지부(230)를 정사각형 형태의 띠 형상으로 제작하여 원형상 또는 타원 형상으로 제작할 경우에 비하여 그 면적(폭 또는 넓이)을 줄일 수 있다. 그리고, 지지부(230)를 포함하는 매개 부재(200)를 얇은 금속성 혹은 플라스틱 등의 판으로 제작하여 그 두께 또한 줄일 수 있다. 즉, 매개 부재(200)의 지지부(230)를 도 3의 점선과 같이 원형상으로 제작하는 경우보다 정사각형 형상으로 제작하였을 경우에 매개 부재(200)의 전체 면적을 감소시킬 수 있다. 이를 통해 포인팅 장치가 차지하는 면적은 줄이면서, 패턴부의 유효 이동 영역을 충분히 확보할 수 있게 된다. 또한, 포인팅 장치가 장착되는 전자 장치의 내부 공간을 충분히 활용할 수 있다. 즉, 전자 장치 내부에는 대략 사각형 형태의 요소들이 배치되어 있다. 따라서, 전자 장치 내부에는 사각형 형태 의 빈 공간들이 형성된다. 이에 본 실시예에서와 같이 포인팅 장치를 사각형 형태로 제작하는 경우 상기의 빈 공간을 활용할 수 있다. 예를 들어 원 형상의 포인팅 장치의 경우 원 형태의 공간을 별도로 마련하여야 한다. 하지만, 본 실시예에서와 같이 사각형 형태로 제작하는 경우 전자 장치의 내부 공간을 충분히 활용할 수 있다.
상술한 지지부(230)의 일 꼭지점에서 중심까지의 연장 선 상에 패턴부(210)가 위치하는 것이 바람직하다. 이를 통해 패턴부(210)의 이동 길이를 충분히 확보할 수 있다. 이는 지지부(230)가 정사각형 형상으로 제작되기 때문에 정사각형의 중심에서 일 꼭지점 까지의 길이(T1)가 가장 길기 때문이다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 중심에서 일변의 중심영역까지의 길이(T2)보다 꼭지점에서 중심까지의 길이(T1)가 약 1.4배 정도 길다.
이와 같이 지지부(230)의 형상을 정사각형 형태의 띠 형상으로 제작하여, 매개 부재(200)의 면적을 줄이면서도 매개 부재(200)의 중심부(220)의 유효 이동 영역을 넓게 할 수 있다. 상술한 지지부(230)의 형상은 정사각형 형태의 띠 형상에 한정되지 않고, 정 다각형 형태의 띠 형상들이 가능하다. 즉, 도 5의 변형예에서와 같이 지지부(230)의 형상을 정 삼각형 형태의 띠 형상으로 제작할 수 있다. 또한, 도 6의 변형예에서와 같이 지지부(230)의 형상을 정 오각형 형태의 띠 형상으로 제작할 수도 있다. 또한, 상기 지지부(230)의 형상은 포인팅 장치가 설치되는 공간의 형상에 따라 다양하게 변형될 수 있다. 그리고, 지지부(230)의 띠 일부가 제거될 수도 있다. 즉, 지지부(230)가 복수의 부분으로 분리되고, 이 부분들을 연결하 는 가상 선이 직사각형 형태의 띠 형상인 것이 가능하다.
패턴부(220)는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 절곡된 선 형상으로 제작된다. 이때, 패턴부(220)는 앞서 언급한 바와 같이 정사각형 형태의 지지부(230)의 4개의 꼭지점에서 중심 방향으로 연장된다. 본 실시예에서는 4개의 패턴부(220)를 구비한다. 그리고, 이를 통해 패턴부(220)는 지지부(230)와 중심부(210)간을 연결한다. 상기 4개의 패턴부(220) 각각은 도 2에 도시된 바와 같이 얇은 두께(즉, 판 형상의 매개 부재(200)의 두께와 동일한, 0.01 내지 1mm)를 갖는 절곡된 선 형상으로 제작된다. 여기서, 절곡의 형상은 지그재그 형상, 원형상, 반원형상, 반타원 형상, 다각형 형상 중 적어도 어느 하나의 형상일 수 있다.
그리고, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 패턴부(220)는 S자 곡선 형태로 제작되어 곡선의 탄성력으로 중심부(210)를 상하 좌우로 이동시키고, 회전시킬 수 있다. 여기서, 패턴부(200)의 형상은 앞서 설명한 절곡된 형상에 한정되지 않고, 탄성력을 부여하기 위한 다양한 형상이 적용될 수 있다.
즉, 패턴부(220)는 복수의 절곡 영역과 절곡 영역 간을 연결하는 연결 영역을 포함한다. 상기 절곡 영역은 라운딩된 형상을 갖는 것이 바람직하다. 이를 통해 S자 곡선 형태를 갖는다. 여기서, 패턴부(220)는 연결 영역과 절곡 영역에 의해 탄성력(즉, 복원력)을 가질 수 있다. 즉, 패턴부(220)는 중심부(210)에 상하좌우 방향으로 힘이 인가되는 경우 상기 힘에 의해 연결 영역과 연결 영역 사이의 간격이 줄어들거나 늘어나게 되어 평면을 기준으로 2차원 방향(상하좌우 방향)으로 움직일 수 있게 되고, 힘이 제거된 경우에는 연결 영역과 연결 영역 사이의 간격이 초기 상태로 복원된다. 그리고, 중심부(210)에 회전력이 인가되는 경우 상기 패턴부(220)의 연결 영역들간의 간격이 늘어나면서 중심부(210)에 감기게 된다. 회전력이 제어된 경우 중심부(210)에 감겼던 연결 영역이 원래의 상태로 돌아오게 되어 연결 영역들이 초기 상태로 복원된다.
여기서, 상기 패턴부(220)의 개수는 지지부(230)의 꼭지점의 개수에 따라 가변되는 것이 바람직하다. 즉, 도 5의 변형예에서와 같이 3개의 패턴부(220)가 마련될 수 있고, 도 6의 변형예에서와 같이 5개의 패턴부(220)가 마련될 수도 있다.
상술한 매개 부재(200)의 패턴부(220)와 중심부(210) 및 지지부(230)는 단일 몸체로 제작되는 것이 바람직하다. 상기 몸체로는 금속 또는 플라스틱을 사용하는 것이 효과적이다. 본 실시예에서는 얇은 금속 박판 또는 고강도 플라스틱을 사용하는 것이 바람직하다. 패턴부(220), 중심부(210) 및 지지부(230)를 포함하는 매개 부재(220)는 금형 공정을 통해 제작하거나, 천공 공정을 통해 제작될 수 있다. 즉, 천공 프레스로 얇은 박판의 일부를 제거하여 도 1 및 도 3에서와 같은 형상을 제작하여 적은 비용으로 대량 생산을 할 수 있다. 물론 감광막 마스크를 이용한 에칭공정을 통해 얇은 박판의 일부를 제거하여 매개 부재(200)를 제작할 수도 있다. 또한, 이에 한정되지 않고, 상기 패턴부(220), 중심부(210) 및 지지부(230)를 각기 서로 다른 몸체로 제작하고, 이들을 용접시키거나 결합 부재를 통해 결합시켜 매개 부재(200)를 제작할 수도 있다.
여기서, 상기 매개 부재(200)의 판 형상의 몸체의 두께는 0.01 내지 1mm인 것이 바람직하다. 이를 통해, 매개 부재(200)를 포함하는 포인팅 장치의 전체 두께 와 사이즈를 대폭 줄일 수 있어 소형의 포인팅 장치를 제작할 수 있다. 그리고, 지지부(230), 중심부(210) 및 패턴부(220)가 단일 몸체로 제작될 경우 동일한 두께를 갖는 것이 바람직하다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 지지부(230), 중심부(210) 및 패턴부(220)의 두께는 필요에 따라 서로 다를 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 상기의 매개 부재(200)는 커버부(500)에 의해 기판(100) 상에 고정된다. 여기서, 커버부(500)는 도 1에 도시된 바와 같이 바닥면이 제거된 정사각형 통 형상으로 제작되고, 정사각형 통의 상부면에는 작동 부재(400)가 돌출되는 관통공이 마련된다. 그리고, 정사각형통의 측벽면은 매개 부재(200)의 지지부(230)를 고정한다. 이때, 측벽면에 지지부(230)를 고정시키기 위한 별도의 홈부가 마련될 수 있다. 즉, 상기 홈부의 내측으로 지지부(230)의 일부가 삽입 고정될 수 있다. 그리고, 커버부(500)는 기판(100)에 접착제 또는 고정 수단을 통해 고정되는 것이 바람직하다. 여기서, 커버부(500)에는 고정 돌기(미도시)가 마련되고, 상기 매개 부재(200)의 지지부(230)에는 관통홀(미도시)이 마련되어, 지지부(230)의 관통홀 내측으로 커버부(500)의 고정 돌기가 삽입되어 기판(100)에 고정됨으로 인해 상기 매개 부재(200)를 기판(100) 상에 고정시킬 수도 있다. 물론 이와의 반대 형상으로의 제작도 가능하다. 상기 커버부(500)로 외부 전자 장치의 커버를 사용하는 경우 상기 커버부(500)는 생략이 가능하다. 지지부(230)는 접착제를 통해 기판(100)에 고정될 수도 있다.
상기의 자석부(300)는 매개 부재(200)의 중심부(210)상에 배치된다. 여기서, 자석부(300)로 상하 착자된 원 형상의 자석을 사용한다. 물론 이에 한정되지 않고, 단면 다극(2극, 4극, 8극) 착자 도는 단면 이형 다극 착자가 수행된 자석을 사용할 수 있다. 물론 상기 자석으로 타원형, 원형 띠 및 다각형 형상의 자석을 사용할 수도 있다. 자석부(300)는 접착 부재를 통해 매개 부재(200)의 중심부(210)에 부착될 수도 있다.
작동 부재(400)는 사용자의 움직임에 따라 작동하여 자석부(300)를 이동시킨다. 작동 부재(400)는 하측 영역에 오목홈을 갖는 중심 기둥부(410)와 중심 기둥부(410)의 외측으로 연장된 이탈 방지부(420)를 포함한다. 여기서, 상기 오목홈의 내측으로 자석부(300)가 배치된다. 물론 오목홈을 생략하고, 중심 기둥부(410)의 하면에 자석부(300)를 부착시킬 수도 있다. 또한, 중심 기둥부(410) 내측 영역에 자석부(300)가 매립될 수도 있다. 이를 통해 앞서 언급한 바와 같이 작동 부재(400)가 외부로부터 인가된 힘에 의해 이동 및 회전할 경우, 상기 힘의 방향으로 자석부(300)를 함께 이동 및 회전시킬 수 있다.
상기 중심 기둥부(410)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 커버부(500)의 관통홀을 통해 외측으로 돌출된다. 그리고, 중심 기둥부(410)의 상측면은 곡면 형상으로 제작되어 사용자의 작동감을 향상시킬 수 있다. 여기서, 중심 기둥부(410)의 최대 직경은 상기 커버부(500)의 관통홀의 최대 직경 보다 작은 것이 바람직하다. 이를 통해 작동 부재(400)의 움직임은 커버부(500)의 관통홀의 내측 직경에 따라 제한된다. 즉, 작동 부재(400)는 중심 기둥부(410)의 외측면에서 관통홀의 내측면 사이의 거리(T3)만큼 이동할 수 있다. 사용자가 작동 부재(400)에 힘을 가하더라도 중심 기둥부(410)가 관통홀의 내측면에 접촉되는 경우 더이상 움직이지 않기 때문 이다.
따라서, 앞서 설명한 매개 부재(400)의 지지부(230)의 꼭지점에서 중심까지의 길이(T1)는 중심 기둥부(410)의 외측면에서 관통홀의 내측면 사이의 거리(T3)보다 2배 내지 6배 정도 큰 것이 효과적이다. 그리고, 상기 지지부(230)의 중심에서 일변의 중앙영역까지의 거리(T2)는 상기 중심 기둥부(410)의 외측면에서 관통홀의 내측면 사이의 거리(T3)보다. 1배 내지 3배 큰 것이 더욱 효과적이다. 이를 통해 매개 부재(400)의 지지부(230)의 사이즈를 최적화할 수 있다.
상기의 이탈 방지부(420)는 중심 기둥부(410)의 측면에서 연장된 판 형상으로 제작된다. 이탈 방지부(420)는 커버부(500)의 하측 영역에 위치하여 작동 부재(400)가 커버부(500) 외측으로 이탈하는 것을 방지한다. 여기서, 상기 이탈 방지부(420)의 길이는 상기 중심 기둥부(410)의 외측면에서 관통홀의 내측면 사이의 거리(T3)의 두배 보다 큰 것이 효과적이다. 그리고, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 이탈 방지부(420)의 끝단에서 커버부(500)의 내측벽면 사이의 거리(T4)가 상기 중심 기둥부(410)의 외측면에서 관통홀의 내측면 사이의 거리(T3)와 유사한 것이 효과적이다.
여기서, 자석부(300) 상측에는 입력 장치 외측으로 자석부(300)의 자장이 퍼지는 것을 방지하기 위한 자장 차단 부재가 마련될 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 입력 장치에서 사용되는 센서에 따라 자석부(300)를 생략할 수도 있다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 기판(100)의 하측면 영역는 자석부(300)의 이동에 따른 자장 변화를 감지하는 센서부(600)가 마련된다. 센서부(600)는 각 기 자석부(300)의 X축 방향의 움직임에 따른 자장 변화를 감지하여 이에 해당하는 X 좌표치를 출력하는 자기 센서와, Y축 방향의 움직임에 따른 자장 변화를 감지하여 이에 해당하는 Y 좌표치를 출력하는 자기 센서를 포함한다. 또한, 상기 자기 센서의 출력을 증폭하고, 종합하여 최종 자장의 변화를 검출하여 출력하는 신호 출력부(700)를 포함한다.
본 실시예에서는 복수의 자기 센서를 상기 자석의 중심점 영역에서 서로 대칭되도록 배치하는 것이 바람직하다. 물론 이에 한정되지 않고, 상기 자기 센서를 기판(100)의 중심영역에서 인접 배치시킬 수도 있다. 이를 통해 포인팅 장치의 전체 크기를 줄일 수 있으며 자기 센서의 감도를 향상시킬 수 있다.
상술한 자기 센서로는 홀소자, 반도체 자기 저항 소자, 감자성체 자기 저항 소자 또는 GMR(Giant Magneto Resistive) 소자 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 자기 센서는 자장의 변화에 따라 그 전기적 특성이 변화하는 소자를 사용하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 자기 센서로 자속 밀도에 비례하여 출력 전압이 변화하는 홀 소자를 사용한다.
상술한 구조를 갖는 본 실시예의 포인팅 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
상술한 포인팅 장치 내부의 자석부(300)는 평상시에는 도 2에 도시된 바와 같이 매개 부재(200)에 의해 초기 설정 위치에 위치한다. 자석부(300)의 초기 설정 위치는 상기 센서부(600)의 자기 센서들간의 중심점 영역인 것이 바람직하다.
이와 같이 평상시 즉, 포인팅 장치의 작동 부재(400)에 힘이 인가되지 않는 경우에는 센서부(600)의 출력은 기준점(0,0) 값이 출력된다. 이로 인해 화면상의 포인터의 위치는 변화하지 않게 된다.
그러나 도 4에 도시된 바와 같이 사용자가 포인팅 장치의 일측을 가압하는 경우를 생각하면 다음과 같다.
사용자가 작동 부재(400)를 도 4의 (a)와 같이 좌측 또는 도 4의 (b)와 같이 우측 방향으로 밀게 되면, 사용자의 미는 방향으로 상기 작동 부재(400)가 이동하게 된다. 이때, 작동 부재(400)와 결합된 자석부(300)와 매개 부재(200)의 중심부(220)가 상기 사용자의 미는 방향으로 이동하게 된다. 여기서, 매개 부재(200)의 중심부(220)의 이동 거리는 상기 작동 부재(400)와 커버부(500) 사이의 이격 간격과, 매개 부재(200)의 패턴부(220)의 이동 거리에 따라 변화된다. 본 실시예에서는 앞서 언급한 바와 같이 매개 부재(200)의 지지부(230)를 직사각형 형태의 띠 형상으로 제작하고, 지지부(230)의 꼭지점 영역에서 중심 방향으로 절곡된 선 형상의 패턴부(220)를 제작한다. 이를 통해 지지부(230)의 사이즈를 줄일 수 있고, 패턴부(220)의 이동 거리를 길게 할 수 있다.
여기서, 도 4의 (a)와 같이 좌측 방향으로 미는 힘이 인가되면 좌측 영역의 매개 부재(200)의 지그재그 형상의 패턴부(220)의 인접하는 라인들의 간격이 줄어들게 되고, 우측 영역의 매개 부재(200)의 지그재그 형상의 패턴부(220)의 인접하는 라인들의 간격이 늘어나게 되어 자석부(300)와 매개 부재(200)의 중심부(210)가 좌측 방향으로 이동하게 된다. 이와 같은 자석부(300)의 이동을 통해 센서부(600)에 인가되었던 자장이 변화하게 된다. 또한, 도 4의 (b)와 같이 우측 방향으로 미 는 힘이 인가되면 앞에서와 반대의 현상으로 패턴부(220)의 지그재그 형태의 라인들 간의 간격이 늘어나거나 줄어들게 되어 자석부(300)와 매개 부재(200)의 중심부(210)가 우측 방향을 이동하게 된다.
이와 같은 자석부(300)의 이동에 따른 자장의 변화를 센서부(600)가 감지하게 되어 초기 위치와는 다른 센서 출력을 발생한다. 이러한 센서 출력의 변화를 제어부에서 감지하여 화면의 커서를 상기 자석부(300)의 이동 방향으로 이동시킨다.
이후에 상기 사용자의 미는 힘이 사라지게 된 경우에는 일측으로 밀렸던 패턴부(220)는 다시 원래의 위치로 되돌아 가게 된다. 즉, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 좌측 영역에서 그 이격 간격이 줄어들었던 지그재그 형태의 라인은 서로 밀어 내고 우측 영역에서 그 간격이 증대되었던 지그재그 형태의 라인은 서로 잡아당겨 지그재그 형태의 라인은 초기 이격 간격을 유지하게 된다. 이를 통해 사용자의 미는 힘에 의해 이동하였던 매개 부재(200)의 중심부(210)와 그 상부의 자석부(300)는 초기 위치에 배치될 수 있다. 그리고, 도 2에 도시된 바와 같이 사용자의 미는 힘이 사라지는 경우 중심부(210)를 감싸던 패턴부(220)의 라인들이 다시 초기의 지그재그 형태로 복원된다.
또한, 본 실시예에 따른 매개 부재(200)를 통해 하부의 돔 스위치(110)를 클릭할 수도 있다.
즉, 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이 작동 부재(400)를 기판(100) 방향으로 누르게 되면 작동 부재(400)가 하강하게 되고 이에 따라 패턴부(220)는 늘어나고 매개 부재(200)의 중심부(210)는 함께 하강하여 그 하부의 돔 스위치(110)를 누르 게 된다. 이후, 외부에서 인가되었던 힘이 사라지게 되면 늘어났던 패턴부(220)가 다시 원래의 상태로 복원되고 이를 통해 중심부(210)와 작동 부재(400)도 함께 원래의 위치로 복원될 수 있게 된다. 이때, 자석부(300)도 하강하게 되고, 이를 센서부(600)가 감지하여 사용자에 의한 클릭이 발생함을 알 수 있게 된다.
본 발명에 따른 포인팅 장치는 상술한 설명에 한정되지 않고, 기판(100)이 원형상으로 제작되고, 기판(100) 상측에 정사각형 형상의 매개 부재(200)가 위치하고, 기판(100)의 상측에 센서부(600)를 위치시켜 포인팅 장치의 두께를 더욱 줄일 수 있다. 하기에서는 도면을 참조하여 본 발명의 제 2 실시예에 따른 포인팅 장치를 설명한다. 후술되는 설명 중 상술한 설명과 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 후술되는 설명의 기술은 상술한 제 1 실시예에 적용될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 포인팅 장치의 분해 사시도이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 포인팅 장치는 원판 형상의 기판(100)과, 원통 형상의 커버부(500)를 구비한다. 기판(100) 상에 정 사각형 형태의 매개 부재(200)가 위치한다.
정사각형 형태의 매개 부재(200)가 기판(100) 상에 위치하는 경우 매개 부재(200)의 외측면 방향으로 기판(100)의 일부가 돌출된다. 본 실시예에서는 이 돌출된 공간에 센서부(600)를 위치시킨다. 이를 통해 기판(100)의 하부면에 센서부(600)가 위치하지 않게 되어 포인팅 장치의 두께를 줄일 수 있다. 그리고, 상기 기판(100)의 돌출된 공간에 신호 출력부(700)를 배치시킬 수도 있다. 이에 한정도지 않고 상기 센서부(600)가 매개 부재(200)의 내측 영역에 배치될 수도 있다. 즉, 매개 부재(200)의 지지부(230) 내측 공간에 패턴부(220)와 중심부(210)가 위치하지 않는 영역에 센서부(600)가 배치될 수도 있다.
또한, 본 실시예의 작동 부재(400)는 중심 기둥부(410)와 이탈 방지부(420)를 구비한다. 이때, 이탈 방지부(420)는 도 7에 도시된 바와 같이 중심 기둥부(410)에서 돌출된 복수의 바 형상의 돌출 판을 구비한다. 상기 돌출 판에 의해 작동 부재(400)가 커버부(500) 외측으로 돌출되는 것을 방지할 수 있다.
상술한 실시예들에 따른 포인팅 장치는 휴대용 단말기를 포함하는 다양한 전자 장치에 적용될 수 있다. 즉, 휴대용 전화기는 물론 디지털 카메라, 캠코더, MP3, PMP, PDA, GPS, 노트북, 게임기, 리모콘, 전자 사전 등의 다양한 종류의 전자 장치에 사용될 수 있다. 이러한 전자 장치는 소정의 신호(데이터)를 처리하는 제어부와, 화상을 표시하는 화면 표시부를 구비하고, 상기 화면 표시부 내에는 포인터 또는 커서가 마련된다. 전자 장치는 화면 표시부 내의 포인터 또는 커서는 입력 장치를 통해 인가된 입력 신호에 따라 이동한다. 이러한 입력 장치로 포인팅 장치가 사용될 수 있다. 즉, 포인팅 장치의 센서부 출력(좌표 신호)은 제어부에 인가되고, 제어부에 의해 화면 표시부 내의 포인터를 이동시킨다.
본 실시예에 따른 전자 장치에서 사용될 수 있는 포인팅 장치는 이에 한정되지 않고, 화면상의 커서를 움직이기 위한 다양한 센서와 센서 구동을 위한 장치들이 더 추가될 수 있다. 예를 들어 광 센서를 이용하여 작동 부재의 움직임을 감지하여 화면의 커서를 이동시킬 수 있다.
본 발명은 상기에서 서술된 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양 한 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.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 포인팅 장치의 분해 사시도.
도 2는 제 1 실시예에 따른 포인팅 장치의 단면 개념도.
도 3은 제 1 실시예에 따른 매개 부재의 평면도.
도 4는 제 1 실시예에 따른 포인팅 장치의 이동 동작을 설명하기 위한 단면 개념도.
도 5 및 도 6은 제 1 실시예의 변형예에 따른 매개 부재의 평면도.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 포인팅 장치의 분해 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 기판 200 : 매개 부재
210 : 중심부 220 : 패턴부
230 : 지지부 300 : 자석부
400 : 작동 부재 500 : 커버부

Claims (8)

  1. 사용자에 의해 이동하는 작동 수단;
    정 다각형 띠 형상의 지지부와, 상기 작동 수단에 결합되는 중심부와, 상기 지지부와 상기 중심부 사이에 마련되어 상기 중심부를 이동, 회전 및 복원시키는 복수의 패턴부를 구비하는 매개 부재; 및
    상기 작동 수단의 움직임을 감지하여 전기적 신호를 출력하는 감지 수단을 포함하는 포인팅 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 중심부는 상기 지지부의 중심 영역에 위치하고,
    상기 패턴부는 상기 정 다각형 띠 형상의 상기 지지부의 적어도 2개의 꼭지점 영역에서 연장되어 상기 중심부에 접속된 복수의 선 형상인 포인팅 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 선의 양 끝단은 상기 중심부와 상기 지지부의 꼭지점 영역에 접속되고, 상기 선은 복수의 절곡 영역과, 절곡 영역 간을 연결하는 연결 영역을 포함하는 포인팅 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 매개 부재로 금속 또는 플라스틱을 사용하는 포인팅 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지부는 정 사각형 띠 형상을 갖는 포인팅 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 작동 수단은 자석부와, 상기 자석부를 이동시키는 작동 부재를 포함하고,
    상기 감지 수단은 상기 자석부의 이동을 감지하는 자기 센서부를 포함하는 포인팅 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 매개 부재를 고정시키고, 작동 수단의 이탈을 방지하는 기판을 더 구비하고, 상기 기판의 상측 영역에 상기 매개 부재 및 상기 작동 수단이 위치하고, 상기 기판 상측 영역에 상기 감지 수단이 실장되는 포인팅 장치.
  8. 데이터를 처리하는 제어부;
    화상을 표시하는 화면 표시부; 및
    상기 화면 표시부 내의 포인터를 움직이기 위한 신호를 출력하는 포인팅 장치를 포함하고,
    상기 포인팅 장치는 사용자에 의해 이동하는 작동 수단과, 정 다각형 띠 형상의 지지부와, 상기 작동 수단의 이동에 따라 움직이는 중심부와, 상기 지지부와 상기 중심부 사이에 마련되어 상기 중심부를 이동, 회전 및 복원시키는 복수의 패턴부를 구비하는 매개 부재 및 상기 작동 수단의 움직임을 감지하여 전기적 신호를 출력하는 감지 수단을 포함하는 전자 장치.
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